2023届高考物理一轮复习学案：专题6 复合场问题

努力必有收获，坚持必会胜利，加油向未来！ 高三复习专题6 复合场问题 一、背景模型 杂技演员表演“水流星”,在长为0.9m的细绳的一端,系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器,以绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,若“水流星”通过最高点时的速率为6m/s,则下列说法正确的是(g=10m/s2)() A. “水流星”通过最高点时，水不会从容器中流出 B. “水流星”通过最高点时，容器底部受到的压力为零 C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受重力的作用 D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为15N 【模型总结】 二、典型例题 1、如图，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（   ） A. 小球在运动过程中机械能守恒 B. 小球经过环的最低点时速度最大 C. 小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg+Eq） D. 小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg−qE） 2、如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一绝缘轻细线一端固定于O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动．小球的带电量为q，质量为m，绝缘细线长为L，电场的场强为E，若带电小球恰好能通过最高点A，则在A点时小球的速率v1为多大？小球运动到最低点B时的速率v2为多大？运动到B点时细线对小球的拉力为多大？ 3、如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度为l=0.4m的绝缘细线把质量为m=0.2kg,带有正电荷的金属小球悬挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37∘.现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，求： (1)小球运动通过最低点C时的速度大小； (2)小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小.(g取10m/s2,sin37∘=0.6,cos37∘=0.8) 【模型总结】 4、如图所示,在E=103 V/m的竖直匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接,半圆形轨道平面与电场线平行,其半径R=40cm,N为半圆形轨道最低点,P为QN圆弧的中点,一带负电q=10−4 C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5m的M处,g取10m/s2，求： (1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则小滑块应以多大的初速度v0向左运动? (2)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大? 5、如图所示,光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场,半圆形轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点。一质量为m带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动,恰能通过最高点,则( ) A. R越大，x越大 B. R越大，小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大 C. m越大，x越大 D. m与R同时增大，电场力做功增大 6、如图所示,一个光滑斜面与一个光滑的竖直圆轨道在A点相切,B点为圆轨道的最低点,C点为圆轨道的最高点,整个空间存在水平向左的匀强电场。一质量为m=1kg,电荷量为+q的带电小球从斜面上距A点s=2m处的O点静止释放。已知电场强度E=3mg4q,θ=53∘,圆轨道半径R=1m,(g取10m/s2,sin53∘=0.8,cos53∘=0.6).求： (1)小球经过B点的速度大小； (2)小球经过B点时受到的支持力的大小； (3)为了使小球能经过C点，小球应在斜面上至少离A点多远处静止释放? 7．在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力，则（　　） A．从A点运动到M点电势能减少2J B．小球水平位移x1与x2的比值1：4 C．小球落到B点时的动能24J D．小球从A点运动到B点的过程中动能有可能小于6J ( 第 1 页 共 1 页 ) ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $