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如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与绝缘水平面平滑连接,整个装置处...

如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中.一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小manfen5.com 满分网
(1)物块经过最高点C的速度为多大?
(2)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.
(3)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,且为一常量.

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(1)物块恰能通过圆弧最高点C,由重和电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出物块通过最高点C时的速度; (2)物块在运动过程中,重力做负功,电场力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理求解克服摩擦力做的功; (3)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由运动学公式即可证明. 【解析】 (1)物块恰能通过圆弧最高点C,圆弧轨道此时与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力,则有    ① 解得,② (2)物块在由A运动到C的过程中,设物块克服摩擦力做的功Wf,根据动能定理有    ③ 解得,④ (3)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,   s=vct        ⑤ 2R=⑥ 由⑤⑥联立解得   s=2R           ⑦ 因此,物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,大小为2R. 答:(1)物块经过最高点C的速度为; (2)物块在运动过程中克服摩擦力做的功是+(Eq-mg)R. (3)证明见上.
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考点分析:
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(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;
(3)小滑块着地时的速度大小.

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B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的钢球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的钢球做实验
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(2)用伏安法测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下:
待测电阻Rx (阻值约为25kΩ)           电流表A1:(量程100μA,内阻2kΩ)
电流表A2:(量程500μA,内阻300Ω)    电压表V1:(量程10V,内阻100kΩ)
电流表V2:(量程50V,内阻500kΩ)       电源E:(电动势15V,允许最大电流1A)
滑动变阻器R:(最大阻值1kΩ)          电键S,导线若干
为了尽量减小实验误差,要求测多组数据.
①电流表应选______,电压表应选______
②在方框中画出实验电路图.并在实物图上画出末完成的连线.
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A.匀强电场,方向垂直于AB由O点指向C点
B.匀强电场,方向垂直于AB由C点指向O点
C.位于O点的正点电荷形成的电场
D.位于D点的正点电荷形成的电场
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A.30°
B.45°
C.60°
D.75°
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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