题目内容

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中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v0水平向左运动，沿半圆形轨道运动恰好通过最高点C，场强大小为E（E<mg/q），

（1）试计算物块在从A到C运动过程中克服摩擦力做的功。

（2）求物块离开轨道落回水平面过程的水平距离。

（1）W= mv02/2+5（qE-mg）R/2（2）S=2R  


解析:

（1）物块恰能通过最高点C时，圆弧轨道与物块之间没有力作用，物块受到重力和电场力提供向心力。mg-qE=mvc2/R                   ①   （4分）

 物块在由A运动到C的过程中，设物块克服摩擦力做的功为W，根据动能定理有 qE2R-W-mg2R=mvC2/2-mv02/2          ②  （4分）

解得W= mv02/2+5（qE-mg）R/2         （2分）

（2）物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为S，则水平方向有S=vCt　③　 (3分)

     竖直方向有2R=(g-qE/m)t2/2    　　　　 ④　　（3分）         

由①③④ 解得 S=2R      （2分）

练习册系列答案
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如图所示，竖直放置的光滑圆环上套有一质量为m的小球，小球经过最高点时的速度为υ0=
1
2
gR
，其中R为圆环的半径，g为重力加速度．求：
（1）小球经过圆环最高点时受到圆环的弹力的大小和方向；
（2）小球经过圆环最低点时对圆环的弹力大小和方向．
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v0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C，场强大小E＜
mgq
．
（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功．
（2）求物块离开轨道落回水平面的位置距C点的水平距离．
如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P固定，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻受到外力的个数可能是（　　）
精英家教网 物理选修3-3
（1）关于分子运动和热现象的说法，正确的是
 
（填入正确选项前的字母）
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动
B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，其分子之间的势能增加
D．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
（2）如图所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表，能够方便测出所封闭理想气体的压强．开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为30cm3，气压表读数为1.1×105Pa．若用力向下推动活塞，使活塞缓慢向下移动一段距离，稳定后气压表读数为2.2×105Pa．不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变．
①简要说明活塞移动过程中，被封闭气体的吸放热情况；
②求活塞稳定后气体的体积；
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（1）ab匀速下滑时的速度vm
（2）若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h，此过程中产生的焦耳热为多少？

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