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如图,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m的带电为q的小球,将它置于一方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时小球在A点静止释放,当细线离开竖直位置偏角α=60°时,小球速度为0。

(1)求:①小球带电性质②电场强度E
(2)要小球恰好完成竖直圆周运动,求A点释放小球时应有初速度vA(可含根式)

(1)正电     (2)

解析试题分析:(1)①小球带正电(1分)
动能定理:0 ="EqLsinα-mg" L (1-cosα)(2分)
∴ E =
(2分)(2)等效重力=
与竖直夹角30° (1分)
恰好过等效最高点:m= (1分)
mv2mvA2=-L (1+cos30°) (2分)
∴vA=(1分)
考点:本题考查动能定理,圆周运动。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为l=0.60m的轻细绳,它的一端系住一质量为的小球P ,另一端固定在板上的O点.当平板的倾角固定为时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s .若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角的值应在什么范围内?(取重力加速度g=10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,竖直固定放置的光滑绝缘杆上O点套有一个质量为m、带电量为-q的小环。在杆的左侧固定一个带电量为+Q的点电荷,杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形。已知Oa之间距离为h1,ab之间距离为h2,静电常量为k。现使小环从图示位置的O点由静止释放,若通过a点的速率为

试求:
(1)小环运动到a点时对杆的压力大小及方向;(2)小环通过b点的速率。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(15分)如图所示,在宽度为L的两虚线区域内存在匀强电场,一质量为m,带电量为+q的滑块(可看成点电荷),从距该区域为L的绝缘水平面上以初速度v0向右运动并进入电场区域,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ。

⑴若该区域电场为水平方向,并且用速度传感器测得滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相同,求该区域的电场强度大小与方向,以及滑块滑出该区域的速度;
⑵若该区域电场为水平方向,并且用速度传感器测得滑块滑出该区域的速度等于滑块的初速度v0,求该区域的电场强度大小与方向;
⑶若将该区域电场改为竖直方向,测出滑块到达出口处速度为v0/2(此问中取v0),再将该区域电场反向后,发现滑块未能从出口滑出,求滑块所停位置距左边界多远。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(14分)如图(a)所示,水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径R=0.5m,圆弧轨道底端与水平桌面相切C点,桌面CD长L=1 m,高h2=0.5m,有质量为m(m为末知)的小物块从圆弧上A点由静止释放,A点距桌面的高度h1=0.2m,小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上,在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用,然后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面上,设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x,如图(b)是-F的图像,取重力加速度g=10m/s2


(1)试写出小物块经D点时的速度vD与x的关系表达式;
(2)小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多大?
(3)若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是从第(2)问中的值开始由C到D均匀减少,且在D点恰好减少为0,再将小物块从A由静止释放,经过D点滑出后的水平位移大小为1m,求此情况下的恒力F的大小?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

)一绝缘“?”形杆由两段相互平行的足够长的水平直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环MAP组成,固定在竖直平面内,其中MN杆是光滑的,PQ杆是粗糙的.现将一质量为m的带正电荷的小环套在MN杆上,小环所受的电场力为重力的.
 
(1)若将小环由D点静止释放,则刚好能到达P点,求DM间的距离;
(2)若将小环由M点右侧5R处静止释放,设小环与PQ杆间的动摩擦因数为μ,小环所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(13分)如图甲是质谱仪的工作原理示意图.图中的A容器中的正离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计)加速后,再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,离子最终到达MN上的H点(图中未画出),测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计。试求:
  
(1)该粒子的比荷
(2)若偏转磁场为半径为的圆形区域,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场,最终仍然到达MN上的H点,则圆形区域中磁场的磁感应强度与B之比为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,在一个大小为V/m,方向水平向左的匀强电场中,有一个小物块,质量为80g,带正电荷,与水平轨道之间的动摩擦因数0.2,在水平轨道的末端处,连接一个光滑的半圆形轨道,半径为40cm,取10m/s2,求:

(1)若小物块恰好运动到轨道的最高点,那么小物块应该从水平轨道的哪个位置释放?
(2)如果在第(1)问的位置释放小物块,当它运动到(轨道中点)点时对轨道的压力等于多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(本题8分)如图所示,为一传送装置,其中AB段粗糙,AB段长为L=0.2 m,动摩擦因数μ=0.6,BC、DEN段均可视为光滑,且BC的始、末端均水平,具有h=0.1 m的高度差,DEN是半径为r=0.4 m的半圆形轨道,其直径DN沿竖直方向,C位于DN竖直线上,CD间的距离恰能让小球自由通过.在左端竖直墙上固定一轻质弹簧,现有一可视为质点的小球,小球质量m=0.2 kg,压缩轻质弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连),小球刚好能沿DEN轨道滑下.求:
 
(1)小球到达N点时的速度;
(2)压缩的弹簧所具有的弹性势能.

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