如圖所示，AC水平軌道上AB段光滑，BC段粗糙，且LBC=2m,CDF為固定在豎直平面內(nèi)半徑為R=0.2m的光滑半圓軌道，兩軌道相切于C點(diǎn)，CF右側(cè)有電場強(qiáng)度E=1×103N/C的勻強(qiáng)電場，方向水平向右。一根輕質(zhì)絕緣彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與帶負(fù)電的滑塊P（可視為質(zhì)點(diǎn)）接觸但不連接，彈簧原長時滑塊在B點(diǎn)?，F(xiàn)向左壓縮彈簧后由靜止釋放，已知滑塊P的質(zhì)量為m=0.2kg,電荷量為q=-1.5×10-3C，與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25，忽略滑塊P與軌道間的電荷轉(zhuǎn)移。已知g=10m/s2。
（1）若滑塊P運(yùn)動到F點(diǎn)的瞬間對軌道壓力為2N，求滑塊運(yùn)動到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn)時對軌道的壓力；
（2）欲使滑塊P能進(jìn)入圓軌道而且在進(jìn)入圓軌道后不脫離圓軌道（即滑塊只能從C點(diǎn)或者F點(diǎn)離開半圓軌道），求彈簧最初釋放的彈性勢能的取值范圍。（結(jié)果可用根號表示）
【答案】（1）若滑塊P運(yùn)動到F點(diǎn)的瞬間對軌道壓力為2N，滑塊運(yùn)動到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn)時對軌道的壓力3.5N，方向水平向右；
（2）彈簧最初釋放的彈性勢能的取值范圍EP≥2.15J或1J＜EP≤1.4J。
（2）彈簧最初釋放的彈性勢能的取值范圍EP≥2.15J或1J＜EP≤1.4J。
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：555引用：4難度：0.4
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1．如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場中有一固定點(diǎn)O，用一根長度為L=0.40m的絕緣細(xì)線把質(zhì)量為m=0.20kg,帶有q=6.0×10-4C正電荷的金屬小球懸掛在O點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=37°．求：
（1）AB兩點(diǎn)間的電勢差UAB。
（2）將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放，小球通過最低點(diǎn)C時細(xì)線對小球的拉力F的大小。
（3）如果要使小球能繞O點(diǎn)做完整的圓周運(yùn)動，則小球在A點(diǎn)時沿垂直于OA方向運(yùn)動的初速度v0的大小。（g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80）發(fā)布：2024/10/4 5:0:1組卷：321引用：13難度：0.3 -
2．半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，如圖所示．珠子所受靜電力是其重力的3/4倍．將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)靜止釋放，求：
（1）珠子所能獲得的最大動能和在最大動能處環(huán)對珠子的作用力；
（2）要使珠子恰好能繞圓環(huán)做完整的圓周運(yùn)動，則應(yīng)在A點(diǎn)給珠子以多大的初速度？發(fā)布：2024/9/5 1:0:8組卷：190引用：5難度：0.5 -
3．在光滑水平面上固定一個內(nèi)壁光滑的豎直圓筒S（右圖為俯視圖），圓筒半徑為R=1m。一根長r=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于圓筒圓心O點(diǎn)，另一端系住一個質(zhì)量為m=0.2kg、帶電量為q=+5×10-5C的小球?？臻g有一場強(qiáng)為E=4×104N/C的勻強(qiáng)電場，電場方向與水平面平行。將細(xì)線拉至與電場線平行，給小球大小為10m/s、方向垂直于電場線的初速度v0。
（1）求當(dāng)小球轉(zhuǎn)過90°時的速度大小；
（2）若當(dāng)小球轉(zhuǎn)過90°時，細(xì)線突然斷裂，小球繼續(xù)運(yùn)動，碰到圓筒后不反彈，碰撞后，小球垂直于碰撞切面方向的速度因能量損失減小為零，平行于碰撞切面方向的速度大小保持不變。之后小球沿圓筒內(nèi)壁繼續(xù)做圓周運(yùn)動。求這一運(yùn)動過程中的速度的最小值。
（3）從初始位置開始，要使小球在運(yùn)動過程中，細(xì)線始終保持不松弛，電場強(qiáng)度E的大小所需滿足的條件。發(fā)布：2024/9/22 0:0:8組卷：405引用：6難度：0.5
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