题目内容

如图所示，光滑轨道AB平直，BC部分是处于竖直平面内半径R的光滑半圆．圆心O处有一绝缘平台，一带正电小球被固定在圆心．另一个质量为m的带负电小球在平直轨道上从A点由静止开始向左运动，到达C点时小球对轨道的压力为0．已知小球运动到B点时受到的库仑力大小与小球重力大小相等，两带电小球均可看成点电荷（重力加速度g已知）．求：
（1）小球在C点受到的库仑力的大小和方向；
（2）小球到达C点时的速度大小；
（3）小球从A运动至C的过程中库仑力做的功．
（1）由库仑定律F=
kq1q2
r2
知小球在C点库仑力为：FC=FB=mg，方向竖直向下
（2）在C点，由牛顿第二定律：FC+mg=m
v2
R

解得：vc=
2gR

（3）A至C，由动能定理：W-mg.2R=
1
2
mv2-0
解得：W=3mgR
答：（1）小球在C点的库仑力为mg；
（2）C点的速度为
2gR
；
（3）库仑力所做的功为3mgR．
练习册系列答案
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如图所示，半径R=0.9m的四分之一圆形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L=1m的水平面相切于B点，BC离地面高h=0.45m，C点与一倾角为θ=30°的光滑斜面连接，质量为m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数?=0.1，取g=10m/s2．试求：
（1）小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力？
（2）小滑块到达C点时的速度？
（3）通过计算说明小滑块离开C点后是直接落到地面上还是直接落到斜面上？
《三国演义》是中国古代四大名著之一，在该书的战争对决中，交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器--抛石机．某同学为了研究其工作原理，设计了如图所示的装置，图中支架固定在地面上，O为转轴，轻杆可绕O在竖直面内转动，物体A固定于杆左端．弹丸B放在杆右端的勺形槽内．将装置从水平位置由静止释放，杆逆时针转动，当杆转到竖直位置时，弹丸B从最高点被水平抛出，落地点为图中C点．已知A、B质量分别为4m、m．OB=2OA=2L．转轴O离水平地面的高度也为2L，不计空气阻力和转轴摩擦，重力加速度为g．求：
（1）弹丸B被抛出瞬间的速度大小；
（2）C点与O点的水平距离；
（3）杆对弹丸B做的功．
如图，质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受空气阻力的作用．某时刻小球通过轨道的最低点A，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动，某时刻恰能通过最高点B，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（　　）
A．mgRB．
1
2
mgR		C．
3
2
mgR		D．-
1
2
mgR
如图所示，将半径为r的
1
4
光滑圆弧轨道AB固定在竖直平面内，轨道末端与水平地面相切．质量为m的小球从A点静止释放，小球通过水面BC滑上固定曲面CD恰能到达最高点D，D到地面的高度为
r
2
，求：
（1）小球滑到的最低点B时的速度大小；
（2）小球在整个过程中克服摩擦力所做的功．
如图，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为Ff．物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s．在这个过程中，以下结论正确的是（　　）
A．物块到达小车最右端时具有的动能为F（L+s）
B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffs
C．物块克服摩擦力所做的功为Ff（L+s）
D．物块和小车增加的机械能为Ffs
如图所示，一带电量为+q、质量为m的小球，从距地面高2h处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为s处有根管口比小球大的竖直细管，细管的上口距地面高为h，为了使小球能无碰撞地落进管口通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，已知重力加速度为g求：
（1）小球的初速度；
（2）应加电场的场强大小；
（3）小球落地时的动能．
某物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1s内合外力对物体做的功为W，则（　　）
A．从第1s末到第3s末合外力做功为4W
B．从第3s末到第5s末合外力做功为-2W
C．从第5s末到第7s末合外力做功为W
D．从第3s末到第4s末合外力做功为-0.75W
某人将重物由静止开始举高h，并获得速度υ，则下列说法中不正确的是（　　）
A．人对物体做的功等于物体机械能的增量
B．物体所受合外力对它做的功等于物体动能的增量
C．克服物体重力做的功等于物体重力势能的增量
D．合外力的功等于物体动能和势能的总和的增量

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