【題目】如圖所示,某空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球孔徑略大于細(xì)桿直徑,桿足夠長(zhǎng),如圖所示,小球的質(zhì)量為1kg,帶電量為2×10-4C,球與桿間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。(取g=10m/s2

(1)當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)(如圖虛線所示),調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,使電場(chǎng)強(qiáng)度E2×104N/C,求此時(shí)小球受到的摩擦力f1的大小。

(2)若調(diào)節(jié)細(xì)桿使桿與水平方向間夾角θ37°并固定(如圖實(shí)線所示),調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,使E2×105N/C,求小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上2秒內(nèi)通過(guò)位移的大小。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(3)當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí),調(diào)節(jié)細(xì)桿與水平方向之間的夾角θ(0<θ<90°),然后固定,使小球從桿的底端以速率v0沿桿上滑。試通過(guò)計(jì)算、分析,說(shuō)明在不同的夾角θ情況下,小球在桿上可能的運(yùn)動(dòng)情況。

【答案】(1)f1=4N (2)s=20m(3)①當(dāng)mgsinθμmgcosθ,即θ>arctanμ時(shí),小球沿桿先勻減速上滑,再勻加速下滑;②當(dāng)mgsinθμmgcosθ,即θ<arctanμ時(shí),小球沿桿勻減速上滑至停止

【解析】試題分析:小球在水平方向上受電場(chǎng)力與滑動(dòng)摩擦力作用而靜止,由平衡條件可以摩擦力;對(duì)小球進(jìn)行受力分析,受重力、電場(chǎng)力、支持力和摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,有運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式求出位移;結(jié)合它們的條件與最大靜摩擦力的關(guān)系等分析即可。

(1)當(dāng)桿在水平方向固定時(shí),小球受到的最大靜摩擦力為fmax=μN(yùn)=μmg=0.5×10=5N ,
當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E2×104N/C時(shí),所受的電場(chǎng)力為:,由于4N<5N,說(shuō)明小球處于靜止?fàn)顟B(tài),則此時(shí)的摩擦力大小f1=4N。

(2)受力分析圖如圖

取沿斜面向上為正方向,電場(chǎng)力為:

根據(jù)牛頓第二定律得:Fcos37-mgsin37°-μmgcos37°+Fsin37°)=ma
代入數(shù)據(jù) a=10m/s2

小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上2秒內(nèi)通過(guò)位移的大。

(3)①當(dāng)mgsinθμmgcosθ,即θ>arctanμ時(shí),小球沿桿先勻減速上滑,再勻加速下滑;

②當(dāng)mgsinθμmgcosθ,即θ<arctanμ時(shí),小球沿桿勻減速上滑至停止

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示,在真空中有一水平放置的不帶電平行板電容器,板間距離為d,電容為C,上極板B接地,現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m,帶電荷量為q的小油滴,以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入,第一滴油滴正好落到下極板A的正中央P點(diǎn)。能落到A極板的油滴僅有N滴,且第N1滴油滴剛好能飛離電場(chǎng),假設(shè)落到A極板的油滴的電荷量能被極板全部吸收,不考慮油滴間的相互作用,重力加速度為g,則

A. 落到A極板的油滴數(shù)N

B. 落到A極板的油滴數(shù)N

C. N1滴油滴經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中所增加的動(dòng)能為

D. N1滴油滴經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中減少的機(jī)械能為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙兩輛汽車(chē)在同一水平直道上運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像(xt圖像)如圖所示,則下列關(guān)于兩車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(  )

A. 甲車(chē)先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),后做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 乙車(chē)在010 s內(nèi)的平均速度大小為0.8 m/s

C. 010 s內(nèi),甲、乙兩車(chē)相遇兩次

D. 若乙車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),則圖線上P所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小一定大于0.8 m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m的帶正電量為q的小球A懸掛在絕緣細(xì)線上,處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,當(dāng)小球A靜止時(shí),細(xì)線與豎直方向成θ角。若電場(chǎng)方向?yàn)樗椒较,則此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_____ N/C;若此電場(chǎng)的方向恰使小球受到的電場(chǎng)力最小,則此勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為______N/C。

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【題目】將一拋球入框游戲簡(jiǎn)化如下:在地面上豎直固定一矩形框架,框架高1m、長(zhǎng)3m,拋球點(diǎn)位于框架底邊中點(diǎn)正前方2m,離地高度為1.8m,如圖所示,假定球被水平拋出,方向可在水平面內(nèi)調(diào)節(jié),不計(jì)空氣阻力, ,忽略框架的粗細(xì),球視為質(zhì)點(diǎn),球要在落地前進(jìn)入框內(nèi),則球被拋出的速度大小可能為(

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中,科學(xué)家總結(jié)出了許多物理學(xué)方法,如:理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思想法、類(lèi)比法、科學(xué)假說(shuō)法和建立理想模型法等,以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述不正確的是( )

A. 根據(jù)速度的定義式,當(dāng)非常小時(shí),就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度,該定義運(yùn)用了極限思想法

B. 用比值法定義了速度、加速度、位移這三個(gè)物理量

C. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程等分成很多小段,每一小段近似看做勻速直線運(yùn)動(dòng),然后把各小段的位移相加,這里運(yùn)用了微元法

D. 引入平均速度、重心的概念運(yùn)用了等效替代法

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A. 從子彈射向木塊到一起上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒

B. 子彈射入木塊瞬間動(dòng)量守恒,故子彈射入木塊瞬間子彈和木塊的共同速度為

C. 忽略空氣阻力,子彈和木塊一起上升過(guò)程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒,其機(jī)械能等于子彈射入木塊前的動(dòng)能

D. 子彈和木塊一起上升的最大高度為

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【題目】光束l和光束2通過(guò)三棱鏡的傳播路徑如圖示.針對(duì)光束l和光束2,以下說(shuō)法正確的有( 。

A. 兩束光束在棱鏡中的傳播時(shí)間相等

B. 兩束光束以相同的入射角從水中斜射入空氣中時(shí),如果光束1發(fā)生全反射,那么光束2也一定發(fā)生全反射

C. 兩束光在大氣中傳播遇到浮塵等小顆粒時(shí),光束2的衍射比光束1明顯

D. 通過(guò)同一實(shí)驗(yàn)裝置觀察兩束光的雙縫干涉條紋,光束l的條紋間距比光束2的大

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【題目】下列所指的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是  

A. 這次秋游擬定于1028日下午14點(diǎn)30分出發(fā),請(qǐng)大家做好準(zhǔn)備

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