(2012?昌平區(qū)二模)如圖所示,用長為L的絕緣細線懸掛一帶電小球,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q.現(xiàn)加一水平向左的勻強電場,平衡時小球靜止于M點,細線與豎直方向成θ角.
(1)求勻強電場的電場強度E的大。
(2)在某一時刻細線斷裂,同時質(zhì)量也為m的不帶電的一小塊橡皮泥,以水平向左的速度v0擊中小球并與小球結(jié)合成一體,求擊中后瞬間復(fù)合體的速度大小;
(3)若原小球離地高為h,求復(fù)合體落地過程中的水平位移大。
分析:(1)平衡時小球受到重力、電場力和繩的拉力,合力為零,根據(jù)平衡條件求解電場強度E的大小.
(2)細線斷裂,小球被橡皮泥的過程,動量守恒,由動量守恒定律求出擊中后兩者共同速度.
(3)運用運動的分解法:復(fù)合體在水平方向做勻加速直線運動,豎直方向做自由落體運動,由牛頓第二定律求出水平方向的加速度,由高度求出運動的時間,即可由位移公式求出水平位移.
解答:解:(1)小球受力平衡時有 Eq=mgtanθ
得  E=
mgtanθ
q

(2)橡皮泥撞擊小球的過程中,水平方向動量守恒,
   mv0=(m+m)v                  
所以v=
v0
2

(3)復(fù)合體水平方向的加速度為  a=
qE
2m
=
gtanθ
2

復(fù)合體落地時間為t=
2h
g

復(fù)合體在水平方向做勻加速直線運動,水平位移為 x=vt+
1
2
at2

=
v0
2
?
2h
g
+
1
2
×
gtanθ
2
?
2h
g
=
1
2
(v0
2h
g
+htanθ)

答:(1)勻強電場的電場強度E的大小是
mgtanθ
q
;
(2)擊中后瞬間復(fù)合體的速度大小是
v0
2

(3)復(fù)合體落地過程中的水平位移大小為
1
2
(v0
2h
g
+htanθ)
點評:本題是帶電體在電場中平衡,由平衡條件可輕松求出場強.對于復(fù)合體在電場中運動,類似于平拋運動,運用運動的分解分析.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

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(2012?昌平區(qū)二模)近段時間,朝鮮的“核危機”引起了全世界的矚目,其焦點問題就是朝鮮核電站采用的是輕水堆還是重水堆.因為重水堆核電站在發(fā)電的同時還可以產(chǎn)出供研制核武器的钚239(
 
239
94
Pu),這種
 
239
94
Pu可由鈾239(
 
239
92
U)經(jīng)過衰變而產(chǎn)生.則下列判斷中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?昌平區(qū)二模)在如圖所示的電路中,電源電動勢為E、內(nèi)電阻為r,C為電容器,R0為定值電阻,R為滑動變阻器.開關(guān)閉合后,燈泡L能正常發(fā)光.當滑動變阻器的滑片向右移動時,下列判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?昌平區(qū)二模)一列簡諧橫波,在t=6.0s時的波形如圖(甲)所示,圖(乙)是這列波中質(zhì)點P的振動圖線,那么該波的傳播速度和傳播方向是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?昌平區(qū)二模)在孤立點電荷-Q的電場中,一質(zhì)子在距離點電荷r0處若具有E0的動能,即能夠恰好逃逸此電場的束縛.若規(guī)定無窮遠處電勢為零,用E表示該場中某點的場強大小,用φ表示場中某點的電勢,用EP表示質(zhì)子在場中所具有的電勢能,用Ek表示質(zhì)子在場中某點所具有的動能,用r表示該點距點電荷的距離,則如圖所示的圖象中,表示關(guān)系正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2012?昌平區(qū)二模)(1)某實驗小組利用拉力傳感器和打點計時器探究“動能定理”,如圖1示,他們將拉力傳感器固定在小車上,用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連,用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在小車的后面連接紙帶,通過打點計時器記錄小車的運動情況,小車中可以放置砝碼.請把下面的實驗步驟補充完整.
實驗主要步驟如下:
①測量
小車
小車
、砝碼和拉力傳感器的總質(zhì)量M,把細線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連,將紙帶連接小車并通過打點計時器,正確連接所需電路.
②將小車停在C點,在釋放小車
之前
之前
(選填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電源,在紙帶上打出一系列的點,記錄細線拉力.
③在小車中增加砝碼,或減少砝碼,重復(fù)②的操作.
④處理數(shù)據(jù).
實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車動能的增加量△Ek總是明顯小于拉力F做的功W,你認為其主要原因應(yīng)該是上述實驗步驟中缺少的步驟是
平衡摩擦力
平衡摩擦力

(2)小明同學為測量某金屬絲的電阻率,他截取了其中的一段,用米尺測出金屬絲的長度L,用螺旋測微器測得其直徑為D,用多用電表粗測其電阻約為R.
①該同學將米尺的0刻度線與金屬絲的左端對齊,從圖2甲)中讀出金屬絲的長度L=
190.0
190.0
mm.
②該同學用螺旋測微器測金屬絲的直徑,從圖2乙)中讀出金屬絲的直徑D=
0.680
0.680
mm.
③該同學選擇多用電表“×10”檔粗測金屬絲的電阻,從圖2丙)中讀出金屬絲的電阻R=
220
220
Ω.
④接著,該同學用伏安法盡可能精確地測出該金屬絲的電阻,然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬絲的電阻率.實驗室提供的器材有:
A.直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)
B.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻約50Ω)
C.電流表A2(量程0~15mA,內(nèi)阻約30Ω)
D.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻10kΩ)
E.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻25kΩ)
F.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A)
G.滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A)
H.待測電阻絲Rx,開關(guān)、導(dǎo)線若干
要求較準確地測出其阻值,電流表應(yīng)選
C
C
,電壓表應(yīng)選
D
D
,滑動變阻器應(yīng)選
F
F
.(用器材前的字母表示即可)
⑤用圖3示的電路進行實驗測得Rx,實驗時,開關(guān)S2應(yīng)向
1
1
閉合(選填“1”或“2”).
⑥請根據(jù)選定的電路圖,在如圖4示的實物上畫出連線(部分線已畫出).

⑦(多選)在下列測定金屬絲的電阻率的幾個步驟中,錯誤的是
AF
AF

A.先用米尺測出金屬絲的長度,再將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空拉直;
B.用螺旋測微器在不同位置測出金屬絲的直徑D各三次,求平均值
.
D

C.打開開關(guān),將選好的實驗器材按圖3接成實驗電路;
D.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表和電壓表有合適的示數(shù),讀出并記下這組數(shù)據(jù);
E.改變滑動變阻器的滑鍵位置,重復(fù)進行實驗,測出6組數(shù)據(jù),并記錄在表格中;
F.分別計算出電流平均值(
.
I
)和電壓的平均值(
.
U
),再求出電阻的平均值
.
R
=
.
U
.
I
;
G.根據(jù)電阻定律計算出該金屬絲的電阻率.
⑧設(shè)金屬絲的長度為L(m),直徑的平均值為
.
D
(m),電阻的平均值為
.
R
(Ω),則該金屬絲電阻率的表達式為ρ=
πD2R
4L
πD2R
4L

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