如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道-优题课

如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα= $\frac{3}{5}$ ，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：

（1）水平恒力的大小和小球到达 C点时速度的大小；

（2）小球到达 A点时动量的大小；

（3）小球从 C点落至水平轨道所用的时间。

科目物理题型解答题难度中等

知识点：动量冲量平抛运动动能定理向心力

两块足够大的平行金属极板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律分别如图1、图2所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。在 $t = 0$ 时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子（不计重力）。若电场强度 $E_{0}$ 、磁感应强度 $B_{0}$ 、粒子的比荷 $\frac{q}{m}$ 均已知，且 $t_{0} = \frac{2 π m}{q B_{0}}$ ，两板间距 $h = \frac{10 π^{2} m E_{0}}{q {B_{0}}^{2}}$ 。
（1）求粒子在 $0 ～ t_{0}$ 时间内的位移大小与极板间距 $h$ 的比值。

（2）求粒子在板板间做圆周运动的最大半径（用 $h$ 表示）。

（3）若板间电场强度 $E$ 随时间的变化仍如图1所示，磁场的变化改为如图3所示，试画出粒子在板间运动的轨迹图（不必写计算过程）。

如图所示，带电量分别为 $4 q$ 和 $－ q$ 的小球 $Ａ$ 、 $Ｂ$ 固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为 $d$ 。若杆上套一带电小环 $Ｃ$ ，带电体 $Ａ$ 、 $Ｂ$ 和 $Ｃ$ 均可视为点电荷。
（1）求小环 $Ｃ$ 的平衡位置。

（2）若小环 $Ｃ$ 带电量为 $q$ ，将小环拉离平衡位置一小位移 $x (∣ x ∣ < < d)$ 后静止释放，试判断小环 $Ｃ$ 能否回到平衡位置。（回答"能"或"不能"即可）

（2）若小环 $Ｃ$ 带电量为 $－ q$ ，将小环拉离平衡位置一小位移 $x (∣ x ∣ < < d)$ 后静止释放，试证明小环 $Ｃ$ 将作简谐运动。（提示：当 $α < < 1$ 时，则 $\frac{1}{(1 + α)^{n}} \approx 1 - n α$ ）

水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块 $A$ ，木块 $A$ 上的物体 $B$ 用绕过凸起的轻绳与物体 $C$ 相连， $B$ 与凸起之间的绳是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物体 $B$ 上，恰使物体 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 保持相对静止，如图。己知物体 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 的质量均为 $m$ ，重力加速度为 $g$ ，不计所有的摩擦，则拉力 $F$ 应为多大？

如图为一种质谱仪工作原理示意图.在以 $O$ 为圆心， $O H$ 为对称轴，夹角为 $2 α$ 的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于 $O H$ 轴的 $C$ 和 $D$ 分别是离子发射点和收集点. $C M$ 垂直磁场左边界于 $M$ ，且 $O M = d$ .现有一正离子束以小发散角（纸面内）从 $C$ 射出，这些离子在 $C M$ 方向上的分速度均为 $v_{0}$ .若该离子束中比荷为 $\frac{q}{m}$ 的离子都能汇聚到 $D$ ，试求：

（1）磁感应强度的大小和方向（提示：可考虑沿 $C M$ 方向运动的离子为研究对象）；

（2）离子沿与 $C M$ 成 $θ$ 角的直线 $C N$ 进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间；

（3）线段 $C M$ 的长度.

2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图，运动员将静止于 $O$ 点的冰壶（视为质点）沿直线 $O O `$ 推到 $A$ 点放手，此后冰壶沿 $A O `$ 滑行，最后停于 $C$ 点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为 $μ$ ，冰壶质量为 $m$ ， $A C ＝ L$ ， $C O ` ＝ r$ ,重力加速度为 $g$ ，
（1）求冰壶在 $A$ 点的速率；

（2）求冰壶从 $O$ 点到 $A$ 点的运动过程中受到的冲量大小；

（3）若将 $B O `$ 段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为 $0.8 u$ ,原只能滑到 $C$ 点的冰壶能停于 $O `$ 点，求 $A$ 点与 $B$ 点之间的距离。

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