如圖所示， A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝2.5m的半圓，BC、AD段水平，AD ="BC" =" 8" m，B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強電場場強E＝ 6 ×105 V/m；質(zhì)量為m = 4×10－3 kg、帶電量q = +1×10－8C的小環(huán)套在軌道上，小環(huán)與軌道AD段之間存在摩擦且動摩擦因數(shù)處處相同，小環(huán)與軌道其余部分的摩擦忽略不計，現(xiàn)使小環(huán)在D點獲得某一初速度沿軌道向左運動，若小環(huán)在軌道上可以無限循環(huán)運動，且小環(huán)每次到達(dá)圓弧上的A點時，對圓軌道剛好均無壓力．求：
（1）小環(huán)通過A點時的速度多大；
（2）小環(huán)與AD段間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）小環(huán)運動到D點時的速度多大．
閱讀快車系列答案科目：高中物理 來源： 題型：計算題
(14分)某同學(xué)玩“彈珠游戲”裝置如圖所示，S形管道BC由兩個半徑為R的1/4圓形管道拼接而成，管道內(nèi)直徑略大于小球直徑，且遠(yuǎn)小于R，忽略一切摩擦，用質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s到A位置，由靜止釋放，小球到達(dá)管道最高點C時對管道恰好無作用力，求：( )
⑴小球到達(dá)最高點C的速度大小；
⑵若改用同樣大小質(zhì)量為2m的小球做游戲，其它條件不變，求小球能到達(dá)的最大高度；
⑶若改用同樣大小質(zhì)量為m/4的小球做游戲，其它條件不變，求小球落地點到B點的距離。
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如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的物體在F=20N水平向右的拉力作用下由靜止開始沿足夠長的斜面向上滑動，斜面固定不動且與水平方向成a＝37°角，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，拉力F作用物體2s后撤去。（g=10m/s2，
，
）
試求：（1）物體在力F的作用下運動時對斜面的壓力大小；
（2）物體在力F的作用下運動時加速度的大小；
（3）撤去力F作用后物體沿斜面向上運動的最大距離。
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(15分)如圖甲所示，彎曲部分AB和CD是兩個半徑相等的1/4圓弧，中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑)，分別與上下圓弧軌道相切連接，BC段的長度L可作伸縮調(diào)節(jié)，下圓弧軌道與地面相切，其中D、A分別是上、下圓弧軌道的最高點與最低點，整個軌道固定在豎直平面內(nèi)，一小球多次以某一速度從A點水平進入軌道而從D點水平飛出，今在A、D兩點各放一個壓力傳感器，測試小球?qū)壍繟、D兩點的壓力，計算出壓力差ΔF，改變BC的長度L，重復(fù)上述實驗，最后繪得的ΔF-L圖象如圖乙所示。(不計一切摩擦阻力，g取10m/s2)
⑴某一次調(diào)節(jié)后，D點的離地高度為0.8m，小球從D點飛出，落地點與D點的水平距離為2.4m，求小球經(jīng)過D點時的速度大小；
⑵求小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑。
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（14分）如圖所示，在豎直放置的鉛屏A的右表面上貼著射線放射P，已知射線實質(zhì)為 高速電子流，放射放出的電子速度v0＝1.0×107m/s．足夠大的熒光屏M與鉛屏A平行放置，相距d ＝2.0×
m，其間有水平向左的勻強電場，電場強度大小E＝2.5×104N/C．已知電子電量e＝1.6×10-19C，電子質(zhì)量取m＝9.0×10-31kg．求：
（1）電子到達(dá)熒光屏M上的動能；
（2）熒光屏上的發(fā)光面積．
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(16分)如圖所示，在水平勻速運動的傳送帶的左端（P點），輕放一質(zhì)量為m=1kg的物塊，物塊隨傳送帶運動到A點后拋出，物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點進入豎直光滑圓弧軌道下滑。B、D為圓弧的兩端點，其連線水平。已知圓弧半徑R=1.0m，圓弧對應(yīng)的圓心角θ=106º，軌道最低點為C，A點距水平面的高度h=0.80m。（g取10m/s2，
sin53º=0.8，cos53º=0.6）求：
（1）物塊離開A點時水平初速度的大小；
（2）物塊經(jīng)過C點時對軌道壓力的大小；
（3）設(shè)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.3，傳送帶的速度為5m/s，求PA間的距離。
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(16分)如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑R＝15m的四分之一圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道，D為BDO軌道的中央，一個小球P從A點的正上方距水平半徑OA高H處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點時對軌道的壓力等于其重力的
倍，試求：
⑴高度H的大小；
⑵討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點，并說明理由；
⑶小球沿軌道運動后再次落到軌道上的速度的大小和方向。
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(15分)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，質(zhì)量為m的均勻絕緣棒AB長為L、帶有正電，電量為Q且均勻分布。在水平面上O點右側(cè)有勻強電場，場強大小為E，其方向為水平向左，BO距離為x0，若棒在水平向右的大小為QE/4的恒力作用下由靜止開始運動。求：
⑴棒的B端進入電場L/8時的加速度大小和方向；
⑵棒在運動過程中的最大動能；
⑶棒的最大電勢能。(設(shè)O點處電勢為零)
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（10分）如圖所示，水平傳送帶AB的右端與在豎直面內(nèi)的用內(nèi)徑光滑的鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很小。傳送帶的運行速度v0=4.0m/s，將質(zhì)量m=1kg的可看做質(zhì)點的滑塊無初速地放在傳送帶的A端。已知傳送帶長度L= 4.0 m，離地高度h=0.4 m，“9”字全髙H= 0.6 m，“9”字上半部分3/4圓弧的半徑R=0.1m，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10 m/s2，試求：
(1)滑塊從傳送帶A端運動到B端所需要的時間；
(2)滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力；
(3)滑塊從D點拋出后的水平射程。
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