【題目】如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑R=0.40m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×104N/C,F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s=1.0m的位置,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:
(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大。
(2)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對圓弧軌道的壓力大;
(3)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中,電場力和摩擦力對帶電體所做的功各是多少。
【答案】(1) vB=4.0m/s (2)N′=5.0N (3) W電=0.32J W摩=-0.72J
【解析】試題分析:(1)根據(jù)牛頓第二定律求出帶電體運(yùn)動(dòng)的加速度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出B點(diǎn)的速度大小,(2)在B點(diǎn)靠重力和支持力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出支持力的大小,從而根據(jù)牛頓第三定律,得出帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對圓弧軌道的壓力.(3)從B點(diǎn)到C點(diǎn)有電場力、重力、摩擦力做功,根據(jù)動(dòng)能定理求出摩擦力做的功.
(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a
根據(jù)牛頓第二定律有:qE=ma
解得:
設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端的速度大小為
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
解得:
(2)設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓軌道B端時(shí)受軌道的支持力為N
根據(jù)牛頓第二定律有:
解得:N=5N
根據(jù)牛頓第三定律可知,帶電體對圓弧軌道B端的壓力大小為:
方向:豎直向下
(3)因電場力做功與路徑無關(guān)
則帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中,電場力所做的功為
設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功為
對此過程根據(jù)動(dòng)能定理有:
解得:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在水平方向的勻強(qiáng)電場中,一絕緣細(xì)線的一端固定在O點(diǎn),另一端系一帶正電的小球,小球在只受重力、電場力、繩子的拉力作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),小球所受的電場力大小等于重力大。 a、b、c、d四點(diǎn)的位置如圖所示,圓上各點(diǎn)相比較,小球 ( 。
A. 在最高點(diǎn)a處的動(dòng)能最小
B. 在最低點(diǎn)c處的機(jī)械能最小
C. 在水平直徑左端d處的機(jī)械能最大
D. 在水平直徑右端b處的機(jī)械能最大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),做了如下的實(shí)驗(yàn):他讓一個(gè)銅球從阻力很。ǹ珊雎圆挥(jì))的斜面上由靜止開始滾下,并且做了上百次.假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)伽利略是這樣做的:在斜面上任取三個(gè)位置A、B、C.讓小球分別由A、B、C滾下,如圖所示,讓A、B、C與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3,小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3,小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為v1,v2、v3,則下列關(guān)系式中正確并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】對下列物理公式的理解,其中正確的是 ( )
A. 由可知,某點(diǎn)的電勢φ是由放入該點(diǎn)的點(diǎn)電荷所具有的電勢能EP和該電荷電量q所決定的
B. 由可知,導(dǎo)體的電阻R由它兩端的電壓U和它當(dāng)中通過的電流I決定
C. 由可知,點(diǎn)電荷Q在距其r處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度E由場源電荷Q和距場源電荷的距離r決定
D. 由可知,電容器的電容C由電容器所帶電荷量Q和兩極板間的電勢差U決定
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(密繞在軸上的一卷地膜用輕繩一端拴在軸上,另一端懸掛在墻壁上A點(diǎn),如圖所示,當(dāng)逆時(shí)針緩慢向下用力F抽出地膜時(shí),整卷地膜受的各個(gè)力要發(fā)生變化,不計(jì)地膜離開整卷時(shí)對地膜卷的粘扯拉力和地膜卷繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力,但在D點(diǎn)地膜與墻壁間有摩擦力,隨著地膜的不斷抽出,下述分析正確的是( )
A. 懸掛地膜的輕繩上的拉力在增大
B. 地膜對墻的壓力在減小
C. 拉動(dòng)地膜的力在減小
D. 地膜卷受墻的支持力與輕繩的拉力的合力不變
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【題目】在光滑水平面上,有一個(gè)粗細(xì)均勻的邊長為L的單匝正方形閉合線框abcd,在水平外力的作用下,從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),穿過勻強(qiáng)磁場,如圖甲所示,測得線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示:( )
A. 線框受到的水平外力一定是恒定的
B. 出磁場的時(shí)間是進(jìn)入磁場時(shí)的一半
C. 線框邊長與磁場寬度的比值為3:8
D. 出磁場的過程中外力做的功與進(jìn)入磁場的過程中外力做的功相等
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【題目】將質(zhì)量為2m的長木板靜止地放在光滑的水平面上,如圖(a)所示,一質(zhì)量為m的小鉛塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平初速度v0由木板左端恰能滑至木板的右端與木板相對靜止.鉛塊運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦力始終不變,現(xiàn)將木板分成長度與質(zhì)量均等的兩段(1、2)后緊挨著,仍放在此水平面上,讓小鉛塊仍以相同的初速度v0由木板1的左端開始滑動(dòng),如圖(b)所示,則下列判斷正確的是( )
A. 小鉛塊仍能滑到木板2的右端與木板保持相對靜止
B. 圖(b)所示過程小鉛塊與木板保持相對靜止時(shí)的速度大于圖(a)所示過程的最終速度
C. 小鉛塊滑到木板2的右端前,就與木板保持相對靜止
D. 小鉛塊滑過木板2的右端后飛離木板
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【題目】如圖,abcd是一圓形區(qū)域,處于勻強(qiáng)電場中,并與電場方向平行。大量電子從圓形的中心O,以相同速率v向各個(gè)方向發(fā)射,電子從圓形邊界上的不同點(diǎn)射出,其中到達(dá)a點(diǎn)的電子速度恰好為零,不計(jì)電子的重力,下列判斷正確的是
A. 在圓形邊界上c點(diǎn)電勢最高
B. 到達(dá)c點(diǎn)的電子電勢能最小,速率是2v
C. 到達(dá)b、d兩點(diǎn)的電子電勢能相等,速率均是v
D. 到達(dá)b、d兩點(diǎn)的電子電勢能可能不相等
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【題目】如圖(a)所示,一圓盤可繞過其圓心的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),在圓盤的邊緣上繞有足夠長的細(xì)線,細(xì)線上A點(diǎn)處有一標(biāo)記(圖中的黑點(diǎn)).沿水平方向勻加速拉動(dòng)細(xì)線的一端使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng),細(xì)線與圓輪邊緣無相對滑動(dòng),同時(shí)用頻閃照相技術(shù)將細(xì)線上標(biāo)記的運(yùn)動(dòng)拍攝下來,照片如圖(b)所示,A1、A2、A3、A4表示不同時(shí)刻黑點(diǎn)的位置。已知照片背景為厘米刻度尺,光源的頻閃周期為T.要由圖(b)照片提供的信息求出A3標(biāo)記時(shí)圓輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,還需直接測量的物理量是______________;從拍攝到A3的標(biāo)記起(此時(shí)圓盤角速度為ω)再經(jīng)過3個(gè)頻閃周期,圓盤的角速度ω′=__________.
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