1、简答题 如图的环状轨道处于竖直面内,它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成.以水平线MN和PQ为界,空间分为三个区域,区域Ⅰ和区域Ⅲ有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场,区域Ⅰ和Ⅱ有竖直向上的匀强电场.一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内,它与两根直轨道间的动摩擦因数为μ(0<μ<1),而轨道的圆弧形部分均光滑.将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速释放(已知区域Ⅰ和Ⅱ的匀强电场场强大小为E=
,重力加速度为g),求:
(1)小环在第一次通过轨道最高点A时速度vA的大小;
(2)小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道压力?
(3)若从C点释放小环的同时,在区域Ⅱ再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场,其场强大小为E′=,则小环在两根直轨道上通过的总路程多大?
参考答案:(1)从C到A,洛伦兹力不做功,小环对直轨道无压力,也就不受轨道的摩擦力.由动能定理,有:
? ?qE?5R-mg?5R=12mv2A?可得:vA=
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,半径为r的圆筒绕其竖直中心轴O
O
以角速度ω匀速转动,质量为m的小物块(可视为质点)在圆筒的内壁上相对圆筒静止,小物块受到静摩擦力大小为f,弹力大小为N,则

A.N=0 f=mg
B.N=mg f=0
C.N=mg f=nω
r
D.N=mω
r f=mg
参考答案:D
本题解析:质量为m的小物块做匀速圆周运动,共收到三个力的作用,重力竖直向下,摩擦力竖直向上,弹力垂直接触面指向圆心,沿半径方向和垂直半径方向正交分解,重力和摩擦力在半径方向都没有分力,所以提供向心力的只能是弹力N,所以
,竖直方向没有运动受力平衡,所以
,答案D对。考点:
本题难度:一般
3、填空题 “秋千”是小朋友们非常喜爱的一种娱乐项目.质量为25kg的小孩坐在秋千板上,秋千板离拴绳子的横梁2.5m.如果秋千板摆动经过最低位置时速度是4m/s,这时小孩对秋千板的压力为______N.(g取10m/s2)
参考答案:以小孩为研究对象,根据牛顿第二定律得
? FN-mg=mv2R
得到秋千板对小孩的支持力FN=mg+mv2R=410N
由牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力大小为410N.
故答案为:小孩对秋千板的压力为410N.
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 一辆汽车行驶到半径为R的圆弧形凸形桥最高点,已知汽车此时速度大小v0,为,汽车质量为m,重力加速度为g,则汽车在凸形桥最高点受到的桥面支持力是______.
参考答案:设汽车在凸形桥最高点受到的桥面支持力为F,根据牛顿第二定律得:
? mg-F=mv20R?
得到F=mg-mv20R?
故本题答案是:F=mg-mv20R.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 2004年1月4日,“勇气”号成功登陆火星.已知火星半径与地球半径之比R火:R地=1:2,火星质量与地球质量之比m火:m地=1:10,火星到太阳的距离与地球到太阳的距离之比r火:r地=3:2;若火星、地球绕太阳运动均可视为匀速圆周运动,则火星表面重力加速度g火与地球表面重力加速度g地之比g火:g地=______,火星绕日公转周期T火与地球绕日公转周期T地之比T火:T地=______.
参考答案:1、星球表面的重力等于万有引力:GMmR2=mg,得g=GMR2.
所以地球和火星表面的重力加速度分别为:g地=GM地R地2,g火=GM火R火2.
故g火g地=M火M地?(R地R火)2=110×(21)2=25
2、火星、地球绕太阳运动均可视为匀速圆周运动,根据万有引力等于向心力
GMmr2=m4π2T2r
解得T=2π
本题解析:
本题难度:一般