1、计算题 (12分)如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一个质量为m、电量为+q的小球从水平轨道上的A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,小球可视为质点,小球运动到C之前电量保持不变,经过C点后电量立即变为零)。已知A、B间的距离为2R,重力加速度为g。在上述运动过程中,

求:①电场强度E的大小;
②小球在圆轨道上运动时的最大速率;
③小球对圆轨道的最大压力。
参考答案:①
?②
? ③
本题解析:①设小球过C点时的速度为vc,小球从A到C的过程中由动能定
理得?
?
由平抛运动可得
?和 
联立可得 
②设小球运动到圆周D点时的速度最大且为v,如图所示,OD与
竖直方向的夹角为α,由动能定理

由数学知识可得,当α=45°时动能最大
由此可得:
③由于小球在D点时的速度最大,且此时电场
力与重力的合力恰如沿半径方向。所以
?代入数据得 
点评:本题学生要清楚小球在AB段做匀加速直线运动,进入圆轨道后做圆周运动,从C到P做平抛运动,然后用相应的规律去解题。
本题难度:一般
2、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
3、选择题 速度为V的子弹,恰可穿透一块固定的木板,如果子弹速度为2V,子弹穿透木块时所受阻力视为不变,则可穿透同样的固定木板
[? ]
A、2块
B、3块
C、4块
D、8块
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,斜面倾角为
,滑块质量为
,滑块与斜面的动摩擦因数为μ,从距挡板为
的位置以
的速度沿斜面向上滑行。设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变,挡板与斜面垂直,斜面足够长。求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程
。
参考答案:
本题解析:由题意可知,物体最后静止在挡板处。(1分)
对物体受力分析:
?(1分)
物体往返过程中阻力大小不变阻力做的功为
(1分)
全程应用动能定理:
(2分)
联立解得:
(1分)
点评:本题难度较小,阻力做功与位移无关,与路径有关,应用动能定理求解问题时,中间运动不用详细分析,只确定初末状态
本题难度:简单
5、计算题 (10分)一个质量为m的小球拴在钢绳的一端,另一端施加大小为F1的拉力作用,在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动。今将力的大小改变为F2,使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2,小球运动的半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功。

参考答案:
本题解析:设半径为R1、R2时小球的线速度大小分别为
,由向心力公式可知:

由动能定理得:
联立解得:
本题难度:一般