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如圖所示，豎直固定放置的光滑絕緣桿上O點套有一個質量為m、帶電量為-q的小環(huán)。在桿的左側固定一個帶電量為+Q的點電荷，桿上a、b兩點與Q正好構成等邊三角形。已知Oa之間距離為h1，ab之間距離為h2，靜電常量為k。現使小環(huán)從圖示位置的O點由靜止釋放，若通過a點的速率為。

試求：
（1）小環(huán)運動到a點時對桿的壓力大小及方向；（2）小環(huán)通過b點的速率。

（1），方向水平向左。；（2）

解析試題分析: （1）由庫侖定律可得，小環(huán)運動到a點時所受庫侖力為，方向由a指向Q。
設r為Q到a點的距離，依題意，所以。
桿對小環(huán)的支持力，方向水平向右。
由牛頓第三定律可知，小環(huán)對桿的壓力大小，方向水平向左。
（2）小環(huán)從a運動到b的運動過程，根據動能定理
        
由于Qa=Qb，所以           可得  
考點：庫侖定律；電勢能；動能定理的應用

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分） 如圖所示，一豎直面內的軌道由粗糙斜面 AB 和半徑為R的光滑圓軌道 BCD組成，AB 與 BCD 相切于 B 點，C 為圓軌道的最低點，圓弧BC所對應的圓心角θ=60°�，F有一質量為m的物塊（可視為質點）從軌道 ABC 上離地面某一高度h（大小可變）處由靜止下滑，已知物塊與斜面間的動摩擦因數為，重力加速度用g表示，求：

（1）當時，物塊滑到C點時對軌道的壓力FN；
（2）當h為多少時，物塊恰能滑到圓軌道的最高點D；
（3）在滿足（2）問的條件下，物塊將從D點離開圓軌道，則物塊即將與軌道首次相碰時的動能為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）釣魚島是我國固有領土，決不允許別國侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國，我人民海軍為此進行登陸演練，假設一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點s=1km處。登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角θ=30°，為保證行動最快，隊員甲先無摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊員甲開始下滑時，隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度v0=m／s平拋救生圈，第一個剛落到快艇，接著拋第二個，結果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇，若人的質量m，重力加速度g=10m／s2，問：

（1）軍艦甲板到快艇的豎直高度H="?" 隊員甲在繩索上運動的時間t0=?
（2）若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊員甲在何處速度最大?最大速度多大?
（3）若登陸艇額定功率5KW，載人后連同裝備總質量103Kg，從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近，到達岸邊時剛好能達到最大速度10m／s，則登陸艇運動的時間t'=?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(8分)如圖所示，木塊的質量m =" 2" kg，與地面間的動摩擦因數μ= 0.5，木塊在拉力F="10" N作用下，在水平地面上從靜止開始向右運動，運動2 m后撤去外力F。已知力F與水平方向的夾角θ= 37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求：

（1）剛撤去外力時，木塊運動的速度；
（2）撤去外力后，木塊還能滑行的距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(14分)如圖所示，弧形軌道的下端與半徑為R的圓軌道平滑連接。現在使小球從弧形軌道上端距地面2R的A點由靜止滑下，進人圓軌道后沿圓軌道運動，軌道摩擦不計。

試求：
(1)小球到達圓軌道最低點B時的速度大小；
(2)小球在最低點B時對軌道的壓力大�。�
(3)小球在某高處脫離圓軌道后能到達的最大高度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，輕彈簧一端固定在與斜面垂直的擋板上，另一端點在O位置。質量為m的物塊A（可視為質點）以初速度從距O點為的P點沿斜面向下運動，與彈簧接觸后壓縮彈簧,將彈簧右端壓到O′點位置后，A又被彈簧彈回。A離開彈簧后,恰好回到P點。物塊A與斜面間的動摩擦因數為μ，斜面傾角為。求：

（1）O點和O′點間的距離x1。
（2）若將另一個與A完全相同的物塊B（可視為質點）與彈簧右端拴接，將A與B并排在一起，使彈簧仍壓縮到O′點位置，然后從靜止釋放，A、B共同滑行一段距離后分離。分離后物塊A沿斜面向上滑行的最大距離x2是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖直流電源的路端電壓U＝182 V，金屬板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它們分別和變阻器上觸點a、b、c、d連接。ab、bc、cd段電阻之比為1∶2∶3�？譕1正對B和E，孔O2正對D和G，邊緣F、H正對。一個電子以初速度m/s沿AB方向從A點進入電場，恰好穿過孔O1和O2后，從H點離開電場。金屬板間的距離L1＝2 cm，L2＝4 cm，L3＝6 cm。電子質量kg，電荷量C。正對的兩平行板間可視為勻強電場，求：

（1） 各相對兩板間的電場強度；
（2） 電子離開H點時的動能；
（3） 四塊金屬板的總長度（AB＋CD＋EF＋GH）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，一條長為L的細線上端固定，下端拴一個質量為m的帶電為q的小球，將它置于一方向水平向右的勻強電場中，使細線豎直拉直時小球在A點靜止釋放，當細線離開豎直位置偏角α=60°時，小球速度為0。

(1)求:①小球帶電性質②電場強度E
(2)要小球恰好完成豎直圓周運動，求A點釋放小球時應有初速度vA(可含根式)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）在半徑為R=12000km的某星球表面， 宇航員做了如下實驗，實驗裝置如圖所示。豎直面內的光滑軌道有軌道AB和圓軌道BC組成，將質量為m=0.1kg的小球，從軌道AB上高H處的某點靜止滑下，用力傳感器測出小球經過C點是對軌道的壓力F，改變H的大小，可測出相應的F大小，F隨H的變化關系如圖乙所示，求：

（1）圓軌道的半徑；
（2）該星球表面的重力加速度大�。�
（3）該星球的第一宇宙速度。

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