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1、计算题 如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点B点与一条水平轨道相连,轨道是光滑的,轨道所在空间存在水平向右、场强为E的匀强电场,从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m带正电的小球,设A、B间的距离为S。已知小球受到的电场力大小等于小球重力的3/4倍,C点为圆形轨道上与圆心O的等高点。(重力加速度为g)

(1)若S=2R,求小球运动到C点时对轨道的压力大小;
(2)为使小球刚好在圆轨道内完成圆周运动,求S的值。
参考答案:(1)
?(2)
本题解析:(1)当小球从A点释放,在电场力作用下运动,从A到C点电场力做正功,重力做负功,应用动能定理得:
到达C点时,小球受到的支持力和电场力提供向心力,即:
则小球对轨道的压力与受到的支持力相对为:FN? =
? 6分
(2)为了使小球刚好在圆周轨道内运动,小球到达某点时恰好受到重力和电场力,此时有:




从A点到该点时据动能定理有:
则可以计算得:S? =
? 6分
本题难度:一般
2、填空题 如图,真空中有一束电子流以一定的速度v0沿与场强垂直的方向,自O点进入匀强电场,以O点为坐标原点,x、y轴分别垂直于、平行于电场方向.若沿x轴取OA=AB=BC,分别自A、B、C作与y轴平行的线与电子流的径迹交于M、N、P,则电子流经M、N、P三点时,沿y轴方向的位移之比y1:y2:y3=______;在M、N、P三点电子束的即时速度与x轴夹角的正切值之比tanθ1:tanθ2:tanθ3=______;在OM、MN、NP这三段过程中,电子动能的增量之比△Ek1:△Ek2:△Ek3=______.
参考答案:(1)设电子电量e,电场强度E,粒子穿过电场时,粒子做类平抛运动,由水平方向上的直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动;
所以三段运动时间相同均为t,竖直方向位移为:y1=12at2,
y2=12a(2t)2,
y3=12a(3t)2,
即:沿y轴方向的位移之比y1:y2:y3=1:4:9
(2)在M、N、P三点电子束的即时速度与x轴夹角的正切值
tanθ=vyv0
由于vy1=at,vy2=a2t,vy3=a3t,
所以:在M、N、P三点电子束的即时速度与x轴夹角的正切值之比tanθ1:tanθ2:tanθ3=1:2:3
(3)因为沿y轴方向的位移之比y1:y2:y3=1:4:9,所以竖直方向位移之比:yAM:yMN:yNP=1:3:5
则由动能定理:eEyAM=△Ek1,
eEyMN=△Ek2,
eEyNP=△Ek3,
可求得离子动能增量之比1:3:5
故答案为:1:4:9,1:2:3,1:3:5
本题解析:
本题难度:一般
3、作图题

(1)小物体A下落至N点时开始离开墙壁,说明这时小物体A与墙壁之间已无挤压,弹力为零.
故有:qE=qvNB
∴vN=
= =2m/s?
对小物体A从M点到N点的过程应用动能定理,这一过程电场力和洛仑兹力均不做功,应有:
mgh-Wf克= m
∴Wf克=mgh- m =10-3×10×0.8- ×10-3×22=6×l0-3?(J)?
(2)小物体离开N点做曲线运动到达P点时,受力情况如图所示,由于θ=45°,物体处于平衡状态,建立如图的坐标系,可列出平衡方程.
qBvpcos45°-qE=0?(1)
qBvpsin45°-mg=0?(2)
由(1)得?vp= =2 m/s
由(2)得?q= =2.5×l0-3?c?
N→P过程,由动能定理得mg(H-h)-qES= m - m
代入计算得?S=0.6?m?
答:(1)A沿壁下滑时克服摩擦力做的功6×l0-3?J.
(2)P与M的水平距离s是0.6m.
参考答案:
?
(1)小物体A下落至N点时开始离开墙壁,说明这时小物体A与墙壁之间已无挤压,弹力为零.
故有:qE=qvNB
∴vN= EB= 42=2m/s?
对小物体A从M点到N点的过程应用动能定理,这一过程电场力和洛仑兹力均不做功,应有:
mgh-Wf克= 12m v2N
∴Wf克=mgh- 12m v2N=10-3×10×0.8- 12×10-3×22=6×l0-3?(J)?
(2)小物体离开N点做曲线运动到达P点时,受力情况如图所示,由于θ=45°,物体处于平衡状态,建立如图的坐标系,可列出平衡方程.
qBvpcos45°-qE=0?(1)
qBvpsin45°-mg=0?(2)
由(1)得?vp= EBcos45°=2
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,一质量为2 kg的物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑,斜面高0.45 m,不计空气阻力,物体经过1.5 s滑至斜面底端。以斜面底端为参考平面,g取10 m/s2。求:
(1)物体在斜面顶端时具有的重力势能;
(2)物体滑至斜面底端时的速度大小;
(3)整个过程重力做功的平均功率。

参考答案:解:(1)
(2)
,解得:v=3 m/s?
(3)
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 某人用手将1Kg物体由静止向上提起1m,这时物体的速度为2m/s(g取10m/s2),则下列说法不正确的是(? )
A.手对物体做功12J
B.合外力做功2J
C.合外力做功12J
D.物体克服重力做功10J
参考答案:C
本题解析:由动能定理
,
,合外力做功等于动能增量为2J,B对;克服重力做功mgh=10J,C错
本题难度:简单