题目内容

如图所示，一个绝缘光滑圆环竖直放在水平向右的匀强电场中，圆环半径大小为R=1.0m，电场强度大小为E=6.0×106v/m，现将一小物块由与圆心O等高的位置A点静止释放，已知小物块质量为m=1.6kg，电荷量为q=+2.0×10-6C，释放后滑块将沿着圆环滑动。小物块可视为质点，ｇ取10m／s2。求：

（1）当物块滑到圆环最低点B时对轨道的压力大小
（2）若在圆环最低点B点给小物块一个水平向左的初速度，那么物块能否紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动。（写出详细分析、判定过程）（已知：；）

（1）24N（2）物块能够紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动

解析试题分析：（1）物块由A运动到B的过程中，重力做正功，电场力做负功。
由动能定理可得
可得
在B点由
可得支持力 
由牛顿第三定律可得物块对轨道的压力大小为 
（2）设在C位置时重力与电场力的合力恰好指向圆心提供物块做圆周运动向心力时，物块刚好脱离圆环。
此时有，解得，
OC与竖直方向夹角为370，若在圆环最低点B点给小物块一个水平向左的初速度，在由B到C的运动过程中由动能定理可得：

可解得>。
因此物块能够紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动
考点：圆周运动的规律；动能定理及牛顿定律。

练习册系列答案
相关题目

如图所示, 木板静止于水平地面上, 在其最右端放一可视为质点的木块. 已知木块的质量m＝1 kg, 木板的质量M＝4 kg, 长L＝2.5 m, 上表面光滑, 下表面与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平恒力F＝20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:

（1）要使木块能滑离木板, 水平恒力F作用的最短时间;
（2）如果其他条件不变, 假设木板的上表面也粗糙, 其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1＝0.3, 欲使木板能从木块的下方抽出, 需对木板施加的最小水平拉力；

如右图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来．若轨道是光滑绝缘的，小球的重力是它所受的电场力2倍，试求：

⑴A点在斜轨道上的高度h；
⑵小球运动到最低点C时，圆轨道对小球的支持力．

如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD,竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好。置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，B处为弹簧的自然状态。将一个质量为m=0.8kg的小球放在弹簧的右侧后，用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处，然后将小球由静止释放，小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58N。水平轨道以B处为界，左侧AB段长为x=0.3m，与小球的动摩擦因数为，右侧BC段光滑。g=10m/s2，求：

（1）弹簧在压缩时所储存的弹性势能。
（2）小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力大小。

（16分）如图所示，一束电子从x轴上的A点以平行于y轴的方向射入第一象限区域，射入的速度为v0，电子质量为m，电荷量为e．为了使电子束通过y轴上的B点，可在第一象限的某区域加一个沿x轴正方向的匀强电场，此电场的电场强度为E，电场区域沿x轴方向为无限长，沿y轴方向的宽度为s，且已知OA=L，OB=2s，求该电场的下边界与B点的距离．

如图所示，长L＝1.2 m、质量M＝3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝1 kg、带电荷量q＝＋2.5×10－4 C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E＝4.0×104 N/C的匀强电场。现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N。取g＝10 m/s2，斜面足够长。

求：(1)物块经多长时间离开木板；
(2)物块离开木板时木板获得的动能；
(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。

（12分）如图所示，半径为R的半圆轨道BC竖直放置。一个质量为m 的小球以某一初速度从A点出发，经AB段进入半圆轨道，在B点时对轨道的压力为7mg，之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求：

（1）小球上升过程中克服阻力做功。
（2）小球从C点飞出后，触地时重力的功率。

（16分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ=37º，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场.质量m=5×l0-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨.以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向.已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25.设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2，sin37º=0.60，cos37º=0.80. 

（1）求弹簧枪对小物体所做的功；
（2）电场方向改变前后，小物体的加速度各是多大；
（3）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度.

(10分)在学校组织的一次雪后大扫除活动中，一名学生用F="100" N的拉力先后两次拉质量为m=20kg的雪筐沿水平地面运动，如图所示。(sin370=0.6，cos370=0.8，重力加速度取g=10m／s2)

(1)第一次拉力为水平方向，雪筐恰好做匀速直线运动。求雪筐与地面之间的动摩擦因数。
(2)第二次拉力与水平方向成370，雪筐做匀加速直线运动，求雪筐加速度的大小。

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