當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年福建省廈門集美中學(xué)高三（上）期中物理試卷> 試題詳情

如圖所示，在范圍足夠大的水平向左的勻強(qiáng)電場中，固定一由內(nèi)表面絕緣光滑且內(nèi)徑很小的圓管彎制而成的圓弧BD，圓心為O，豎直半徑OD=R，B點(diǎn)和地面上A點(diǎn)的連線與水平地面成θ=37°，AB=R。一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從地面上A點(diǎn)以某一初速度沿AB方向做直線運(yùn)動，恰好無碰撞地從管口B進(jìn)入管道BD中，當(dāng)小球到達(dá)管中某處C（圖中未標(biāo)出）時(shí)，恰好與管道間無作用力且小球所受合力指向圓心。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小為g=10m/s²。求：
（1）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E和小球到達(dá)C處時(shí)的速度大小v；
（2）小球到達(dá)D處時(shí)對圓管軌道的壓力F_N；
（3）若小球從管口D飛出時(shí)電場反向，則小球從管口D飛出后的最大水平射程x_m。

【考點(diǎn)】物體在環(huán)形豎直軌道內(nèi)的圓周運(yùn)動；動能定理的簡單應(yīng)用；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：176引用：2難度：0.2

相似題

1．如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=0.2kg的小滑塊靜止在水平軌道上的A點(diǎn)，在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下，從A點(diǎn)開始做勻加速直線運(yùn)動，滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)后進(jìn)入半徑為R=0.4m且內(nèi)壁光滑的豎直固定圓管道，在圓管道上運(yùn)行一周后從C處的出口出來后向D點(diǎn)滑動，D點(diǎn)右側(cè)有一與CD等高的傳送帶緊靠D點(diǎn)，并以恒定的速度v=3m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動。已知水平軌道AB的長度l₁=2.0m,CD的長度為l₂=3.0m,小滑塊與水平軌道ABCD間的動摩擦因數(shù)為μ₁=0.2，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ₂=0.3，傳送帶DE的長度L=0.5m,重力加速度g=10m/s²，管道內(nèi)徑忽略不計(jì)。求：
（1）若小滑塊滑行到AB的中點(diǎn)時(shí)撤去拉力F，求滑塊運(yùn)動到圓管道的最高點(diǎn)時(shí)對管道的壓力大??；
（2）若小滑塊恰好能通過圓管道的最高點(diǎn)且沿管道滑下，求小滑塊到達(dá)傳送帶最右端E點(diǎn)的速度大?。?br />（3）若在AB段水平拉力F的作用距離x可變，保證小滑塊滑上傳送帶后一直加速，試求出x的取值范圍。
發(fā)布：2024/10/17 7:0:2組卷：8引用：1難度：0.5
解析
2．如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，傾斜光滑直軌道AO與y軸正方向夾角為θ=60°，軌道AO與水平軌道OB及半徑為R的豎直光滑圓管之間均平滑連接，圓管對應(yīng)的圓心角為120°，其所在圓O′分別與x軸和y軸相切于B點(diǎn)和C點(diǎn)。已知第二象限內(nèi)有方向豎直向下、大小為E₁=
2
mg
q
的勻強(qiáng)電場，第一象限內(nèi)，x≥R的區(qū)域內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，其中0≤y＜
3
2
R區(qū)域內(nèi)場強(qiáng)大小為E₂=
3
mg
q
，y≥
3
2
R區(qū)域內(nèi)場強(qiáng)大小為E₃=
3
mg
3
q
。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從到O點(diǎn)距離為R的Q點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)水平軌道OB進(jìn)入圓管內(nèi)。小球與水平軌道OB之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，其余摩擦不計(jì)，所有軌道均為絕緣軌道，軌道的直徑遠(yuǎn)小于所在圓的直徑，小球所帶電荷量不損失，進(jìn)入和飛出管道時(shí)無能量損失，重力加速度為g。求：
（1）小球經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O處時(shí)的速度大?。?br />（2）求小球在管道中速度最大時(shí)的位置坐標(biāo)，并求出小球的最大速度；
（3）從開始運(yùn)動到小球靜止，小球在OB段走過的總路程s為多少？
發(fā)布：2024/10/10 5:0:1組卷：134引用：2難度：0.4
解析
3．半徑均為r的
1
4
圓弧軌道AB與
1
4
圓管軌道BC在B點(diǎn)平滑對接，固定放置在豎直平面內(nèi)、軌道在最低點(diǎn)A的切線水平、在最高點(diǎn)C的切線水平，兩軌道的內(nèi)壁均光滑。在光滑的水平地面上，讓質(zhì)量為
m
2
的小球甲（視為質(zhì)點(diǎn)）以一定的水平初速度與前方靜止的質(zhì)量為m的小球乙（視為質(zhì)點(diǎn)）發(fā)生彈性碰撞，小球乙以一定的速度滑上軌道，重力加速度為g,
求：（1）若小球乙到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到的彈力剛好為0，則小球乙在A點(diǎn)受到的支持力大?。?br />（2）若小球乙到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對管的上壁有壓力，則A點(diǎn)對乙的支持力大小與C點(diǎn)對乙的壓力大小之差；
（3）若小球乙離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動的水平位移為
2
2
r
，則甲與乙碰撞之前的速度大小。
發(fā)布：2024/9/21 16:0:8組卷：11引用：2難度：0.4
解析

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