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(10分)如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2

(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。

(1)1N/C   (2)0.5T   (3)N

解析试题分析:(1)小球第一次刚好过最高点,此时速度v1=0
qER=mgR               2分
=1N/C             2分
(2)小球第二次过最高点是速度为,由动能定理可知
             2分
又               2分
以上两式可解得  =0.5T             1分
(3)小球第三次过最高点时速度为,小球受圆管向下的压力为FN
           2分
            2分
解得  =N             1分
根据牛顿第三定律可知
小球第三次到达最高点a时对圆管的压力为N 方向竖直向上    1分
考点:带电粒子在复合场中的运动,动能定理,牛顿第二定律

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

质量为5kg的物体放置在粗糙的水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数为0.2。(g=10m/s2
⑴如果给它一个水平向右的初速度,求它沿桌面滑行的加速度大小与方向。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示是一个模拟风洞中的实验,空气压缩机在风洞可形成竖直向上的均匀气流。将一质量m=2kg的圆球套在与水平面成37°角的细直杆上,直杆固定不动,球内壁与杆间动摩擦因数μ=0.5,将此装置置于风洞中,气流可对球施加竖直向上的恒力F,某时刻由静止释放小球,经t=1s,小球通过的位移为S=0.5m.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求小球运动的加速度大小;
(2)求恒力F的大小;
(3)求运动1s内,小球机械能的变化量ΔE;

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.重力加速度g=10 m/s2.求:

(1)物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小;
(2)物块在3~6 s中的加速度大小;
(3)物块与地面间的动摩擦因数.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8分)如图,一绝缘细圆环半径为r,环面处于水平面内,场强为E的匀强电场与圆环平面平行.环上穿有一电量为+q、质量为m的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动.若小球经A点时速度的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用(设地球表面重力加速度为g).则:

(1)小球经过A点时的速度大小vA是多大?
(2)当小球运动到与A点对称的B点时,小球的速度是多大?圆环对小球的作用力大小是多少?
(3)若Eq=mg,小球的最大动能为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(14分)如图甲所示,一物块质量为m=2kg,以初速度从O点沿粗糙的水平面向右运动,同时受到一水平向左的恒力F作用,物块在运动过程中速度随时间变化的规律如图乙所示,求:
(1)恒力F的大小及物块与水平面的动摩擦因数μ;
(2)物块在4秒内的位移大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

倾角为的光滑斜面上,一劲度系数为k的轻弹簧连接质量分别为m1、m2的甲、乙两小物块.开始时,两物块在光滑挡板作用下静止在斜面上.现作用在乙物块一平行于斜面向上的力,使乙物块以加速度a匀加速运动.问

(1)经多长时间物块甲离开挡板?
(2)从开始到物块甲恰好离开挡板的过程中,作用在乙物块上的力的最大值和最小值分别是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。

(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W;
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分)如图所示,半径的光滑半圆轨道竖直固定在高的光滑水平台上,与平台平滑连接,平台长.可视为质点的两物块束缚在一起,并静止在平台的最右端D点,它们之间有被压缩的轻质弹簧,某时刻突然解除束缚,使两物块具有水平方向的速度,通过平台到达半圆轨道的最高点A时,轨道对它的压力大小是,水平抛出后在水平地面上的落在水平地面上的P点,也落在P点.已知.求:

(1)在 A时的速度?
(2)P点到D点的水平距离?
(3)解除束缚,使两物块具有的水平方向的速度的大小?.

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