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          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半徑為R=0.2m的光滑半圓軌道,兩軌道相切于C點,CF右側有電場強度E=1×103N/C的勻強電場,方向水平向右。一根輕質絕緣彈簧水平放置,一端固定在A點,另一端與帶負電的滑塊P(可視為質點)接觸但不連接,彈簧原長時滑塊在B點?,F向左壓縮彈簧后由靜止釋放,已知滑塊P的質量為m=0.2kg,電荷量為q=-1.5×10-3C,與軌道BC間的動摩擦因數為μ=0.25,忽略滑塊P與軌道間的電荷轉移。已知g=10m/s2。

          (1)若滑塊P運動到F點的瞬間對軌道壓力為2N,求滑塊運動到與O點等高的D點時對軌道的壓力;
          (2)欲使滑塊P能進入圓軌道而且在進入圓軌道后不脫離圓軌道(即滑塊只能從C點或者F點離開半圓軌道),求彈簧最初釋放的彈性勢能的取值范圍。(結果可用根號表示)

          【答案】(1)若滑塊P運動到F點的瞬間對軌道壓力為2N,滑塊運動到與O點等高的D點時對軌道的壓力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。
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:555引用:4難度:0.4
          相似題
          • 1.如圖所示,在沿水平方向的勻強電場中有一固定點O,用一根長度為L=0.40m的絕緣細線把質量為m=0.20kg,帶有q=6.0×10-4C正電荷的金屬小球懸掛在O點,小球靜止在B點時細線與豎直方向的夾角為θ=37°.求:
            (1)AB兩點間的電勢差UAB。
            (2)將小球拉至位置A使細線水平后由靜止釋放,小球通過最低點C時細線對小球的拉力F的大小。
            (3)如果要使小球能繞O點做完整的圓周運動,則小球在A點時沿垂直于OA方向運動的初速度v0的大小。(g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80)

            發布:2024/10/4 5:0:1組卷:321引用:13難度:0.3
          • 2.半徑為r的絕緣光滑圓環固定在豎直平面內,環上套有一質量為m、帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強電場,如圖所示.珠子所受靜電力是其重力的3/4倍.將珠子從環上最低位置A點靜止釋放,求:
            (1)珠子所能獲得的最大動能和在最大動能處環對珠子的作用力;
            (2)要使珠子恰好能繞圓環做完整的圓周運動,則應在A點給珠子以多大的初速度?

            發布: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的絕緣細線一端固定于圓筒圓心O點,另一端系住一個質量為m=0.2kg、帶電量為q=+5×10-5C的小球??臻g有一場強為E=4×104N/C的勻強電場,電場方向與水平面平行。將細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)求當小球轉過90°時的速度大??;
            (2)若當小球轉過90°時,細線突然斷裂,小球繼續運動,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。之后小球沿圓筒內壁繼續做圓周運動。求這一運動過程中的速度的最小值。
            (3)從初始位置開始,要使小球在運動過程中,細線始終保持不松弛,電場強度E的大小所需滿足的條件。

            發布:2024/9/22 0:0:8組卷:405難度:0.5
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