當(dāng)前位置：魯科版（2019）必修第三冊(cè)《第2章電勢(shì)能與電勢(shì)差》2023年單元測(cè)試卷> 試題詳情

如圖所示，AC水平軌道上AB段光滑，BC段粗糙，且LBC=2m,CDF為固定在豎直平面內(nèi)半徑為R=0.2m的光滑半圓軌道，兩軌道相切于C點(diǎn)，CF右側(cè)有電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×10³N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向右。一根輕質(zhì)絕緣彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與帶負(fù)電的滑塊P（可視為質(zhì)點(diǎn)）接觸但不連接，彈簧原長(zhǎng)時(shí)滑塊在B點(diǎn)。現(xiàn)向左壓縮彈簧后由靜止釋放，已知滑塊P的質(zhì)量為m=0.2kg,電荷量為q=-1.5×10^-3C，與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，忽略滑塊P與軌道間的電荷轉(zhuǎn)移。已知g=10m/s²。

（1）若滑塊P運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的瞬間對(duì)軌道壓力為2N，求滑塊運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（2）欲使滑塊P能進(jìn)入圓軌道而且在進(jìn)入圓軌道后不脫離圓軌道（即滑塊只能從C點(diǎn)或者F點(diǎn)離開(kāi)半圓軌道），求彈簧最初釋放的彈性勢(shì)能的取值范圍。（結(jié)果可用根號(hào)表示）

【考點(diǎn)】帶電粒子（計(jì)重力）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)；繩球類(lèi)模型及其臨界條件；牛頓第三定律的理解與應(yīng)用．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：537引用：4難度：0.4

相似題

1．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定絕緣軌道ABCDP，由半徑r=0.5m的圓弧軌道CDP和與之相切于C點(diǎn)的水平軌道ABC組成，圓弧軌道的直徑DP與豎直半徑OC間的夾角θ=37°，A、B兩點(diǎn)間的距離d=0.2m,質(zhì)量m₁=0.05kg的不帶電絕緣滑塊靜止在A點(diǎn)，質(zhì)量m₂=0.1kg、電荷量q=1×10^-5C的帶正電小球靜止在B點(diǎn)，小球的右側(cè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。現(xiàn)用大小F=4.5N、方向水平向右的恒力推滑塊，滑塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間撤去該恒力，滑塊與小球發(fā)生彈性正碰，碰后小球沿軌道運(yùn)動(dòng)，到達(dá)P點(diǎn)時(shí)恰好和軌道無(wú)擠壓且所受合力指向圓心，小球和滑塊均視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞過(guò)程中小球的電荷量不變，不計(jì)一切摩擦。取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8
（1）求撤去該恒力瞬間滑塊的速度大小v以及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；
（2）求小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小v_p和B、C兩點(diǎn)間的距離x
（3）若小球從P點(diǎn)飛出后落到水平軌道上的Q點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）后不再反彈，求Q、C兩點(diǎn)間的距離L
發(fā)布：2024/10/19 14:0:1組卷：96引用：2難度：0.6
解析
2．如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，從水平地面A點(diǎn)以速度v₀斜向上拋出一質(zhì)量為m的帶電小球，最終落到水平地面上的B點(diǎn)（位置待定），已知θ=53°，電場(chǎng)力
q
E
=
1
2
mg
，重力加速度取為g,求：
（1）小球上升的最大高度；
（2）從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離；
（3）落地時(shí)小球的動(dòng)能。
發(fā)布：2024/10/14 0:0:2組卷：54引用：4難度：0.5
解析
3．空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)帶正電小球從A點(diǎn)射入電場(chǎng)中，剛好沿直線AB運(yùn)動(dòng)，如圖，AB與電場(chǎng)線夾角θ，已知帶電小球的質(zhì)量為m,電量為q,A、B相距L。（g=10m/s²）求：
（1）說(shuō)明小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，即說(shuō)明小球在電場(chǎng)中做怎樣的直線運(yùn)動(dòng)？
（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向？
（3）要使小球能從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，小球射入電場(chǎng)時(shí)的最小速度是多少？
發(fā)布：2024/10/25 6:0:3組卷：13引用：1難度：0.5
解析

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