练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    7．如图所示，BCDG是光滑绝缘的$\frac{3}{4}$圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中．现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为$\frac{3}{4}$mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g．
    （1）若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放，求滑块到达与圆心O等高的C点时对轨道的作用力大小．
    （2）为使滑块恰好始终沿轨道滑行，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小．

    分析 （1）滑块从A点由静止释放后，电场力和摩擦力做功，根据动能定理求解到达C点时速度．滑块到达C点时，由电场力和轨道作用力的合力提供向心力，根据向心力公式求出轨道的作用力；
    （3）求出重力和电场力的合力的大小和方向，电荷恰好经过等效最高点点时，由重力和电场力的合力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律列式求出等效最高点的速度，即为滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度．

    解答 解：（1）设滑块到达C点时的速度为v，由动能定理有：
    qE（s+R）-μmgs-mgR=$\frac{1}{2}$mv2-0
    而qE=$\frac{3mg}{4}$
    解得：v=$\sqrt{gR}$
    设滑块到达C点时受到轨道的作用力大小为F，则有：F-qE=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
    解得：F=$\frac{7}{4}$mg
    由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为$\frac{7}{4}$mg
    （2）要使滑块恰好始终沿轨道滑行，则滑至圆轨道DG间某点，由电场力和重力的合力提供向心力，此时的速度最小，设为vn，
    则有：$\sqrt{（qE）^{2}+（mg）^{2}}$=m$\frac{{v}_{n}^{2}}{R}$，
    解得：vn=$\sqrt{\frac{5gR}{2}}$
    答：（1）滑块到达与圆心O等高的C点时对轨道的作用力大小为$\frac{7}{4}$mg
    （2）滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小为$\sqrt{\frac{5gR}{2}}$．

    点评 本题考查带电粒子在电场和重力复合场中的运动情况，关键是将重力和电场力合成后当作一种全新的场力，然后得出等效场的“最高点”，根据动能定理和牛顿第二定律灵活列式求解即可．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．某人设计了一种测量物体质量的电子秤，其原理图如图所示，主要由四部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）和电源，已知踏板质量为10kg，电流表量程为3A，内阻为1Ω，电源电动势为15V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的关系式为：R=24-0.01F（F和R的单位分别为N和Ω），求：（g=10m/s2）．
    （1）该电子秤所能测量物体的最大质量．
    （2）通过计算说明该电子秤的零刻度线（即踏板空载时的刻度）应标在电流表G刻度盘的何处？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    18．如图所示，一水平的足够长的浅色长传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面．传送带上左端放置一质量为m=1kg的煤块（视为质点），煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数为均为μ1=0.1．初始时，传送带与煤块及平板都是静止的．现让传送带以恒定的向右加速度a=3m/s2开始运动，当其速度达到v=1.5m/s后，便以此速度做匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，随后，在平稳滑上右端平板上的同时，在平板右侧施加一个水平恒力F=17N，F作用了0.5s时煤块与平板速度恰相等，此时刻撤去F．最终煤块没有从平板上滑下，已知平板质量M=4kg，（重力加速度为g=10m/s2），求：
    （1）传送带上黑色痕迹的长度；
    （2）有F作用期间平板的加速度大小；
    （3）平板上表面至少多长（计算结果保留两位有效数字）？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    15．如图所示，物体A、B的质量均为M，物体C的质量为$\frac{1}{4}$M，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，重力加速度为g，系统在由静止释放后的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
    A．物体A上升加速度为$\frac{1}{3}$gB．物体A上升加速度为$\frac{1}{9}$g
    C．轻绳对A的拉力为MgD．物体C对B的拉力为$\frac{2}{9}$Mg

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图所示，质量分别为m和2m所小球A和B，用轻弹簧相连后再用细线悬挂于电梯内，已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动，细线上的拉力为F．此时突然剪断细线，在细线断的瞬间，弹簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为（　　）
    A．$\frac{F}{3}$，$\frac{F}{3m}$+gB．$\frac{F}{3}$，$\frac{2F}{3m}$+gC．$\frac{2F}{3}$，$\frac{F}{3m}$+gD．$\frac{2F}{3}$，$\frac{2F}{3m}$+g

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    12．如图所示，直线MN表示一条平直公路，质量相等的甲、乙两辆汽车原来停在A、B两处，A、B间的距离为85m，现甲车先开始向右做匀加速直线运动，牵引力为车重的0.75倍，甲车运动6.0s时，乙车开始向右做匀加速直线运动，牵引力等于车重，求两辆汽车第一次相遇处距A处的距离．（运动过程中两车受到的阻力均为车重的0.5倍）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    19．如图所示，一个质量为m、带电荷量为q的基本粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为$\frac{v}{2}$，仍能恰好穿过电场，则必须再使（　　）
    A．两板间电压减为原来的$\frac{1}{2}$B．粒子的电荷量变为原来的$\frac{1}{4}$
    C．两板间距离增为原来的4倍D．两板间距离增为原来的2倍

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0-x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2-x3段是直线，则下列说法正确的是（　　）
    A．x1处电场强度最小，但不为零
    B．x2～x3段电场强度大小方向均不变，为一定值
    C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动
    D．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＞φ2=φ0＞φ1

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    17．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法正确的有（　　）
    A．伽利略通过逻辑推理否定了亚里士多德“越重的物体下落越快的看法”
    B．伽利略先猜测自由落体运动是匀变速直线运动，然后通过推导和实验来验证
    C．伽利略通过实验直接证明了自由落体的瞬时速度随时间均匀增加
    D．伽利略并没有直接测量自由落体运动

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案