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【题目】如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场中.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小为E(E小于).

(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功;

(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E无关,且为一常量;

【答案】(1) (2) S=2R

【解析】试题分析:(1)物块恰能通过圆弧最高点C时,圆弧轨道与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力,再对物块在由A运动到C的过程中,运用动能定理列式即可求解;物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,根据平抛运动的特点即可求解.

(1)物块恰能通过圆弧最高点C时,圆弧轨道与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力

物块在由A运动到C的过程中,设物块克服摩擦力做的功为,根据动能定理有
由①②式解得
(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,则
水平方向有竖直方向有

由①④⑤式联立解得

因此,物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,大小为2R.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上.然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上,当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度值记作l0,弹簧下端每增加一个50g的砝码时,指针示数分别记作l1、l2、…l5,g9.8m/s2

(1)下表记录的是该同学测出的5个值,其中l0未记录.

代表符号

l0

l1

l2

l3

l4

l5

刻度值/cm

3.40

5.10

6.85

8.60

10.30

以砝码的数目n为纵轴,以弹簧的长度l为横轴,根据表格中的数据,在如下坐标纸中作出n﹣l图线________

(2)根据n﹣l图线,可知弹簧的劲度系数k=_____N/m.(保留2位有效数字)

(3)根据n﹣l图线,可知弹簧的原长l0=_____cm.

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【题目】在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:

待测金属丝:Rx(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A);

电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ);

电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);A2(量程3 A,内阻约0.05 Ω);

电源:E1(电动势3 V,内阻不计);E2(电动势12 V,内阻不计);

滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);

螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.

若滑动变阻器采用限流式接法,为使测量尽量精确,电流表应选_______,电源应选_______(均填器材代号),在虚线框内完成电路原理图____________

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【题目】如图是一个多量程多用电表的简化电路图,电流、电压和电阻的测量都各有两个量程不同的档位.电压的大量程是6V,小量程为3V,电流表的大量程是10mA,小量程是1mA

①下列说法正确的是:________

A.当选择开关S旋到位置4时,是电阻档

B.当选择开关S旋到位置6时,是电压档,测量时B应接高电势

C.当选择开关S旋到5的量程比旋到6的量程大

DA表笔为红表笔,B表笔为黑表笔

②已知表头G的满偏电流为100μA,内阻为990Ω,图中的电源E的电动势均为3.5V,当把选择开关S旋到位置4,在AB之间接3500Ω电阻时,表头G刚好半偏,该测量过程操作的顺序和步骤都正确无误,则R1=________ΩR2=________Ω

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【题目】两颗人造地球卫星运行的角速度之比为ω1ω2=1:2,则它们的轨道半径之比R1R2 。若其中一颗卫星由于受到微小的阻力,轨道半径缓慢减小,则该卫星的向心加速度将 (填“减小”或“增大”)。

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【题目】我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动,科学家对月球的探索会越来越深入。
(1)若已知地球半径为R , 地球表面的重力加速度为g , 月球绕地球运动的周期为T , 月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径;
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面高度为h的某处以速度v0水平抛出一个小球,小球飞出的水平距离为x。已知月球半径为R , 引力常量为G , 试求出月球的质量M

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1F=60N小球与圆槽相对静止时求槽对小球的支持力;

2要使小球不离开槽而能和槽相对静止一起运动F不能超过多少?

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【题目】下列说法中正确的是(  )

A.两个物体只要接触就会产生弹力

B.放在桌面上的物体受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的

C.滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反

D.形状规则的物体的重心必在其几何中心

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【题目】如图所示,绷紧的传送带在电动机的带动下,始终保持v0=2m/s的速度匀速运行,传送带与水平面成37°夹角.现在把一质量m=5kg的工作轻轻地放在传送带底端,经过一段时间后,工件被送到高h=2m的平台上.已知工件与传送带间的动摩擦因数 ,若不计其他损耗,在传送工件的过程中,求电动机需要多消耗的电能?(g取10m/s2).

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