光滑绝缘半球槽的半径为R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为m的带电小球从槽的右端A处（与球心等高）无初速沿轨道滑下，滑到最低点B时，球对轨道的压力为2mg。求

题型：不详难度：来源：

（1）小球从A到B的过程中受到的电场力做的功及电场力的大小
（2）带电小球在滑动过程中的最大速度

答案

（1）

，

；（2）

解析

试题分析：（1）设小球运动到最底位置B时速度为v，此时

设电场力大小为F，做功为W，由题意，小球从A处沿槽滑到最底位置B的过程中，
根据动能定理

由以上两式得：

电场力做负功，说明电场力方向水平向右。
电场力的大小

（2）小球在滑动过程中最大速度的条件：
是小球沿轨道运动过程某位置时切向合力为零，
设此时小球和圆心间的连线与竖直方向的夹角
为θ，如图

mgsinθ="Fcosθ" 得：tanθ=

小球由A处到最大速度位置的过程中
mgRcosθ-

mgR(1-sinθ)=

mv_m²-0
得：v_m=.

举一反三

（12分）如图所示，ABC为一固定的半圆形轨道，轨道半径R=0.4m，A、C两点在同一水平面上．现从A点正上方h=2m的地方以v₀=4m/s的初速度竖直向下抛出一质量m=2kg的小球（可视为质点），小球刚好从A点进入半圆轨道．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s²．

（1）若轨道光滑，求小球下落到最低点B时的速度大小；
（2）若轨道光滑，求小球相对C点上升的最大高度；
（3）实际发现小球从C点飞出后相对C点上升的最大高度为

2.5m，求小球在半圆轨道上克服摩擦力所做的功．

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（10分）如图所示，在场强E＝10⁴N／C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 ×10^-3kg，带电荷量q＝2×10^－6C的小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，

（1）小球到达最低达最低点B时的速度是多大?
（2）小球到达最低点B时绳的拉力是多大？

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如图12所示，π形光滑金属导轨与水平地面倾斜固定，空间有垂直于导轨平面的磁场，将一根质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置。金属杆ab从高度h₂处从静止释放后，到达高度为h₁的位置（图中虚线所示）时，其速度为v，在此过程中，设重力G和磁场力F对杆ab做的功分别为W_G和W_F，那么

A．mv²/2=mgh₁－mgh₂

B．mv²/2=W_G+W_F

C．mv²/2>W_G+W_F

D．mv²/2<W_G+W_F

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（10分）如图所示，有一倾角为θ=37⁰的硬杆，其上套一底端固定且劲度系数为k=120N/m的轻弹簧，弹簧与杆间无摩擦。一个质量为m＝1kg的小球套在此硬杆上，从P点由静止开始滑下，已知小球与硬杆间的动摩擦因数为µ=0.5，P与弹簧自由端Q间的距离为L＝1m。弹簧的弹性势能与其形变量x的关系为

。求：

（1）木块从开始下滑到与弹簧自由端相碰所经历的时间t；
（2）木块运动过程中达到的最大速度υ_m；
（3）若使木块在P点以初速度υ₀下滑后又恰好回到P点，则υ₀需多大？

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（15分）用200N竖直向上的拉力将地面上—个质量为10kg的物体提起5m高的位移，空气阻力不计，g取10m/s²，求：
（1）拉力对物体所做的功；
（2）物体提高后增加的机械能；
（3）物体提高后具有的动能。

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