【題目】如圖,一形絕緣導(dǎo)軌豎直放置,處在水平向右的勻強(qiáng)電場中。左邊的半圓弧與水平桿ab、cd相切于a、c兩點(diǎn),兩水平桿的高度差為h,桿長為4L,Oad、bc連線的交點(diǎn),虛線MN、M′N的位置如圖,其中aM = MM′= CN = NN′=L,M′b=N′d = 2L。一質(zhì)量為m,帶電量為-q的小球穿在桿上。虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑,虛線MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動摩擦因數(shù)為。已知:在O處沒有固定點(diǎn)電荷+Q的時候,將帶電小球自N點(diǎn)由靜止釋放后,小球剛好可到達(dá)a點(diǎn),F(xiàn)在O處固定點(diǎn)電荷+Q,并將帶電小球自d點(diǎn)以初速度v0向左瞬間推出。結(jié)果小球可沿桿運(yùn)動到b點(diǎn)。(靜電力恒量為k,重力加速度為g,在運(yùn)動過程中+Q-q的電場力始終小于小球的重力)求:

1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E

2)運(yùn)動過程中小球所受摩擦力的最大值fm和小球經(jīng)過M點(diǎn)時的加速度大小a ;

3)使小球能夠運(yùn)動到b點(diǎn)的初速度v0的最小值。

【答案】1 2 3

【解析】

1)根據(jù)動能定理研究帶電小球自N點(diǎn)由靜止釋放后,小球剛好可到達(dá)a點(diǎn)過程
由題意有:qEL-mgh=0

2)小球在ab段運(yùn)動過程中小球受重力、向上的彈力、向左的摩擦力、向左的電場力,指向O點(diǎn)的庫侖力,根據(jù)正交分解可知:小球經(jīng)過M點(diǎn)時庫侖力豎直向下達(dá)到最大值,球與軌道之間的彈力最大,所受的滑動摩擦力最大.

小球經(jīng)過M′點(diǎn)時的加速度大小為:

3)根據(jù)對稱性可知,由d→b,小球克服摩擦力做的功等效為:
Wf=mgμ×6L=6mgμL
而電場力做的功為零
∴初速度v0的最小值應(yīng)滿足:mgh+Wf

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,線圈面積為0.05m2,共100匝,線圈總電阻為r=1Ω,外電阻R=9Ω,線圈處于 的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)線圈繞軸,以角速度勻速轉(zhuǎn)動時,從線圈處于圖示的位置開始計時,求:

(1)寫出電動勢的瞬時表達(dá)式;

(2)線圈轉(zhuǎn)過1/40s的過程中,通過電阻的電荷量q;

(3)線圈勻速轉(zhuǎn)一圈回路產(chǎn)生的總熱量Q。

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【題目】一個質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出,在小球經(jīng)過的豎直平面內(nèi),存在著若干個如圖所示的無電場區(qū)和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場區(qū),兩區(qū)域相互間隔,豎直高度相等,電場區(qū)水平方向無限長.已知每一電場區(qū)的場強(qiáng)大小相等,方向豎直向上,不計空氣阻力,下列說法正確的是( )

A. 小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動

B. 若場強(qiáng)大小等于,則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時間均相同

C. 若場強(qiáng)大小等于,則小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均相同

D. 無論場強(qiáng)大小如何,小球通過所有無電場區(qū)的時間均相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,表面光滑半徑為R的半球固定在水平地面上,球心O的正上方O處有一個不計摩擦的定滑輪,輕質(zhì)細(xì)繩兩端各系一個小球掛在定滑輪上,兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)。兩小球平衡時,若滑輪兩側(cè)細(xì)繩的長度分別為l1=2.4Rl2=2.5R,則這兩個小球的質(zhì)量之比m1m2

A. 241

B. 251

C. 2425

D. 2524

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】封閉在汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、狀態(tài)C變到狀態(tài)D,其體積V與熱力學(xué)溫度T關(guān)系如圖所示,OA、D三點(diǎn)在同一直線上,則下列表述正確的是

A. 由狀態(tài)A變到狀態(tài)B過程中,氣體吸收熱量

B. 由狀態(tài)B變到狀態(tài)C過程中,氣體從外界吸收熱量,內(nèi)能增加

C. C狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)小于D狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)

D. D狀態(tài)時單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比A狀態(tài)少

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一輛汽車在平直的公路上運(yùn)動,運(yùn)動過程中先保持恒定的加速度,后保持恒定的牽引功率,其牽引力隨速度變化的圖象如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量m,牽引力F1和速度v1及該車所能達(dá)到的最大速度v3。則根據(jù)圖象所給的信息,下列說法正確的是(

A.汽車運(yùn)動中的最大功率為F1v2

B.速度為v2時的加速度大小為

C.汽車行駛中所受的阻力為

D.恒定加速時,加速度大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量分別為m2mA,B兩物塊,用一輕彈簧相連,將A用輕繩懸掛于天花板上,用一木板托住物塊B.調(diào)整木板的位置,當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時,懸掛A物塊的懸繩恰好伸直且沒有拉力,此時輕彈簧的形變量為x突然撤去木板,重力加速度為g,物體運(yùn)動過程中,彈簧始終在彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是(

A. 撤去木板瞬間,B物塊的加速度大小為g

B. 撤去木板間,B物塊的加速度大小為0.5g

C. 撤去木板后,B物塊向下運(yùn)動3x時速度最大

D. 撤去木板后,B物塊向下運(yùn)動2x時速度最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)用牛頓第二定律測量滑塊的質(zhì)量M。

其主要步驟為:

1)調(diào)整長木板傾角,當(dāng)鉤碼的質(zhì)量為m0時滑塊沿木板恰好向下做勻速運(yùn)動。

2)保持木板傾角不變,撤去鉤碼m0,將滑塊移近打點(diǎn)計時器,然后釋放滑塊,滑塊沿木板向下做勻加速直線運(yùn)動,并打出點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示(已知打點(diǎn)計時器每隔002s打下一個點(diǎn))。

請回答下列問題:

打點(diǎn)計時器在打下B點(diǎn)時滑塊的速度vB m/s;

滑塊做勻加速直線運(yùn)動的加速度a m/s2;

滑塊質(zhì)量M (用字母am0、當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g表示)。

3)保持木板傾角不變,掛上質(zhì)量為m(均小于m0)的鉤碼,滑塊沿木板向下勻加速運(yùn)動,測出滑塊的加速度;多次改變鉤碼的質(zhì)量,分別求出相應(yīng)的加速度。

4)若繩的拉力與所掛鉤碼的重力大小相等,作出的a-mg圖像如圖丙所示,則由圖丙可求得滑塊的質(zhì)量M kg。(g10m/s2,計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上,先用一個彈簧秤拉橡皮條的另一端到某一點(diǎn)并記下該點(diǎn)的位置;再將橡皮條的另一端系兩根細(xì)繩,細(xì)繩的另一端都有繩套,用兩個彈簧秤分別勾住繩套,并互成角度地拉橡皮條。

1)某同學(xué)認(rèn)為在此過程中必須注意以下幾項(xiàng),其中正確的是__________(填正確答案標(biāo)號)。

A.橡皮條應(yīng)與兩細(xì)繩夾角的平分線在同一直線上

B.使用彈簧秤時必須讓彈簧秤與木板平面平行,且細(xì)繩與彈簧伸長的方向平行

C.兩細(xì)繩套的方向必須成90°夾角,以便用勾股定理算出合力的大小

2)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OBOC為細(xì)繩,圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的示意圖。圖乙中的FF′兩個力中,方向一定沿AO方向的是__________

3)某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖丙所示的分力和合力F,圖中小正方形的邊長表示1N、F的夾角分別為,下列關(guān)于、F、關(guān)系的說法正確的是__________(填正確答案標(biāo)號)。

AF1=6N BF=5N CF2=2N D

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