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如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道...

如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C.现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×10﹣5C,求:

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(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力;

(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功.

 

(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力为5N,方向竖直向下. (2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功为﹣0.72J. 【解析】 试题分析:(1)根据牛顿第二定律求出带电体运动的加速度,根据运动学公式求出B点的速度大小,在B点靠重力和支持力提供圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而根据牛顿第三定律,得出带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力. (2)从B点到C点有电场力、重力、摩擦力做功,根据动能定理求出摩擦力做的功. 【解析】 (1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a, 根据牛顿第二定律有qE=ma 解得m/s2 设带电体运动到B端的速度大小为vB,则 解得 设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小N′=N=5N 方向:竖直向下 (2)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中, 电场力所做的功W电=qER=0.32J 设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩,对此过程根据动能定理有 解得 W摩=﹣0.72J 答:(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力为5N,方向竖直向下. (2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功为﹣0.72J. 【点评】本题综合运用了牛顿运动定律和动能定理,关键是理清过程,正确地受力分析,根据动能定理列表达式求解.  
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考点分析:
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如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B,C两点,质量为M、带电荷量为﹣q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q≤Q,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为满分5 manfen5.com,求:

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(1)小球由A点到B点的过程中电场力做的功;

(2)A,C两点的电势差.

 

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竖直平面内有一圆形绝缘细管,细管截面半径远小于半径R,在中心处固定一带电荷量为+Q的点电荷.质量为m、带电荷量为+q的带电小球在圆形绝缘细管中做圆周运动,当小球运动到最高点时恰好对管无作用力,求当小球运动到最低点时对管壁的作用力.

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有一个带电荷量q=﹣6×10﹣6 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服电场力做3×10﹣3J的功,从B点移到C点,电场力对电荷做1.2×10﹣3 J的功,求A、C两点的电势差并说明A、C两点哪点的电势较高.

 

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用三根长均为L的细丝线固定两个质量为m、带电量分别为q和﹣q的小球,如图所示,若加一个水平向左的匀强电场,使丝线都被拉紧且处于平衡状态,则所加电场E的大小应满足什么条件?

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在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:

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(1)某同学在实验中得到的纸带如图所示,其中A、B、C、D是打下的相邻的四个点,它们到运动起点O的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、

85.73cm.已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,打点计时器所用电源频率为50Hz,重锤质量为1.00kg.请根据以上数据计算重锤由O点运动C点的过程中,重力势能的减少量为      J,动能的增加量为      J.(结果保留3位有效数字)

(2)甲、乙、丙三名同学分别得到A、B、C三条纸带,它们前两个点间的距离分别是1.7mm、1.9mm、4.0mm.那么一定存在操作错误的同学是      ,错误原因可能是     

 

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