【題目】如圖所示,足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧,一個質(zhì)量m=0.04kg、電量的可視為質(zhì)點的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球,小球從水平臺右端A點飛出,恰好能無碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點,并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度h=0.45m,傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長為L=2.0m,帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連,在C點沒有能量損失,所有軌道都絕緣,運動過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)。(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2)求:
(1)被釋放前彈簧的彈性勢能
(2)要使小球不離開軌道(水平軌道足夠長),豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
【答案】(1)0.32J(2)或
【解析】試題分析:釋放彈簧后彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能.先根據(jù)小球從A到B平拋運動過程,求出小球到B點時豎直分速度,由速度的分解求出到A點的速度,即可根據(jù)機(jī)械能守恒求解被釋放前彈簧的彈性勢能;要使小球不離開軌道,有兩種情況:第一種情況:是恰好過豎直圓軌道最高點時,先由牛頓第二定律和向心力知識求出到最高點的速度,再由動能定理求解軌道半徑.第二種情況:小球恰好到豎直圓軌道最右端,由動能定理求解軌道半徑。
(1)小球從A到B平拋運動:
帶入數(shù)據(jù)解得:
在B點時速度關(guān)系為:
解得:
被釋放前彈簧的彈性勢能:
(2)在B點時的速度為:
從B到C根據(jù)動能定理得:
解得:
好過豎直圓軌道最高點時,根據(jù)牛頓第二定律:
從C到圓軌道最高點:
因為:qE=0.4N=mg
聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得:
恰好到豎直圓軌道最右端時:
帶入數(shù)據(jù)解得:
要使小球不離開軌道,豎直圓弧軌道的半徑或。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】兩個圓1和2外切,它們的圓心在同一豎直線上,有三塊光滑的板,它們的一端搭在墻上,另一端搭在圓2的圓周上,三塊板都通過兩圓的切點,A在圓周上,B在圓內(nèi),C在圓外,從ABC三處同時靜止釋放一個小球,它們都沿光滑板運動,則最先到達(dá)圓2的圓周上的球是
A. 從A處釋放的球
B. 從B處釋放的球
C. 從C處釋放的球
D. 同時到達(dá)
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【題目】帶有等量異號電荷、相距10cm的平行板A和B之間有一個勻強(qiáng)電場,如圖所示。電場強(qiáng)度E=2.0×104V/m,方向向下。電場中C點距B板3cm,D點距A板2cm。
(1)若令A板接地,C、D兩點的電勢、分別是多少?C、D兩點的電勢差等于多少?
(2)一個電子從C點先移到P點,再移到D點,靜電力做了多少功?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,木板P下端通過光滑鉸鏈固定于水平地面上的O點,物體A、B疊放在木板上且處于靜止?fàn)顟B(tài),此時物體B的上表面水平,F(xiàn)使木板P繞O點緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置,物體A、B仍保持靜止,與原位置的情況相比( )
A. A對B的作用力減小
B. B對A的支持力減小
C. 木板對B的支持力減小
D. 木板對B的摩擦力增大
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【題目】如圖所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點,已知A、B、C三點的電勢分別為, , ,則下列說法正確的是( )
A. 把電荷量為的正點電荷從B點經(jīng)C移到A點,電場力做功為
B. A、C兩點的連線方向即為電場線方向
C. D點的電勢為15V
D. 把一個電子從B點移到D點,電場力做功可能為0
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【題目】一帶正電的粒子僅在電場力作用下從A點經(jīng)B、C運動到D點,其“速度—時間”圖象如圖所示。分析圖象后,下列說法正確的是( )
A. A處的電場強(qiáng)度大于C處的電場強(qiáng)度
B. B、D兩點的電場強(qiáng)度和電勢一定都為零
C. 粒子在A處的電勢能大于在C處的電勢能
D. A、C兩點的電勢差大于B、D兩點間的電勢差
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【題目】試驗中測量小燈泡伏安特性曲線和測量金屬絲電阻率中,均要用到滑動變阻器。測量小燈泡的伏安特性曲線中滑動變阻器應(yīng)采用______(選填“限流式”或“分壓式”)接法,測量金屬絲的電阻率時,一般選用滑動變阻器的______(選填“限流式”或“分壓式”)接法。
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