當(dāng)前位置： 2023-2024學(xué)年遼寧省實驗中學(xué)高三（上）期中物理試卷> 試題詳情

如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，傾斜光滑直軌道AO與y軸正方向夾角為θ=60°，軌道AO與水平軌道OB及半徑為R的豎直光滑圓管之間均平滑連接，圓管對應(yīng)的圓心角為120°，其所在圓O′分別與x軸和y軸相切于B點和C點。已知第二象限內(nèi)有方向豎直向下、大小為E₁=
2
mg
q
的勻強(qiáng)電場，第一象限內(nèi)，x≥R的區(qū)域內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，其中0≤y＜
3
2
R區(qū)域內(nèi)場強(qiáng)大小為E₂=
3
mg
q
，y≥
3
2
R區(qū)域內(nèi)場強(qiáng)大小為E₃=
3
mg
3
q
。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點）從到O點距離為R的Q點由靜止釋放，經(jīng)水平軌道OB進(jìn)入圓管內(nèi)。小球與水平軌道OB之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，其余摩擦不計，所有軌道均為絕緣軌道，軌道的直徑遠(yuǎn)小于所在圓的直徑，小球所帶電荷量不損失，進(jìn)入和飛出管道時無能量損失，重力加速度為g。求：
（1）小球經(jīng)過坐標(biāo)原點O處時的速度大?。?br />（2）求小球在管道中速度最大時的位置坐標(biāo)，并求出小球的最大速度；
（3）從開始運動到小球靜止，小球在OB段走過的總路程s為多少？

【考點】物體在環(huán)形豎直軌道內(nèi)的圓周運動；動能定理的簡單應(yīng)用；帶電粒子（計重力）在勻強(qiáng)電場中的直線運動．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/10/10 5:0:1組卷：131引用：2難度：0.4

相似題

1．如圖所示，可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m=0.2kg的小滑塊靜止在水平軌道上的A點，在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下，從A點開始做勻加速直線運動，滑塊運動到B點后進(jìn)入半徑為R=0.4m且內(nèi)壁光滑的豎直固定圓管道，在圓管道上運行一周后從C處的出口出來后向D點滑動，D點右側(cè)有一與CD等高的傳送帶緊靠D點，并以恒定的速度v=3m/s順時針轉(zhuǎn)動。已知水平軌道AB的長度l₁=2.0m,CD的長度為l₂=3.0m,小滑塊與水平軌道ABCD間的動摩擦因數(shù)為μ₁=0.2，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ₂=0.3，傳送帶DE的長度L=0.5m,重力加速度g=10m/s²，管道內(nèi)徑忽略不計。求：
（1）若小滑塊滑行到AB的中點時撤去拉力F，求滑塊運動到圓管道的最高點時對管道的壓力大小；
（2）若小滑塊恰好能通過圓管道的最高點且沿管道滑下，求小滑塊到達(dá)傳送帶最右端E點的速度大小；
（3）若在AB段水平拉力F的作用距離x可變，保證小滑塊滑上傳送帶后一直加速，試求出x的取值范圍。
發(fā)布：2024/10/17 7:0:2組卷：8引用：1難度：0.5
解析
2．如圖所示，在光滑水平面AB和粗糙水平面CD之間連接一長度為L₁=7.5m的順時針旋轉(zhuǎn)的傳送帶，CD長度L₂=1m,圓心為O、半徑為R=0.2m的豎直光滑半圓軌道DEG與水平面AD在D點平滑連接，其中FG段為圓管軌道，E和圓心O等高，∠EOF=30°?？梢暈橘|(zhì)點的小物塊從A點以v₀=4m/s的初速度向右滑動，已知小物塊的質(zhì)量m=1kg,與傳送帶、水平面CD之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1，重力加速度g取10m/s²。
（1）若傳送帶速率為v=3m/s,求小物塊第一次運動到C點的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q；
（2）若傳送帶速率為v=3m/s,求小物塊滑到半圓軌道F點時對軌道壓力的大??；
（3）若小物塊第一次沖上半圓軌道時不與軌道脫離且不能從G點飛出，求傳送帶的速度的取值范圍。
發(fā)布：2024/9/14 7:0:10組卷：34引用：1難度：0.3
解析
3．半徑均為r的
1
4
圓弧軌道AB與
1
4
圓管軌道BC在B點平滑對接，固定放置在豎直平面內(nèi)、軌道在最低點A的切線水平、在最高點C的切線水平，兩軌道的內(nèi)壁均光滑。在光滑的水平地面上，讓質(zhì)量為
m
2
的小球甲（視為質(zhì)點）以一定的水平初速度與前方靜止的質(zhì)量為m的小球乙（視為質(zhì)點）發(fā)生彈性碰撞，小球乙以一定的速度滑上軌道，重力加速度為g,
求：（1）若小球乙到達(dá)C點時受到的彈力剛好為0，則小球乙在A點受到的支持力大??；
（2）若小球乙到達(dá)C點時對管的上壁有壓力，則A點對乙的支持力大小與C點對乙的壓力大小之差；
（3）若小球乙離開C點做平拋運動的水平位移為
2
2
r
，則甲與乙碰撞之前的速度大小。
發(fā)布：2024/9/21 16:0:8組卷：11引用：2難度：0.4
解析

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