【題目】如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,整個裝置處在方向豎直向上的勻強電場中,兩個質(zhì)量均為m、帶相同電量的正電小球a、b,以不同的速度進入管內(nèi)(小球的直徑略小于半圓管的內(nèi)徑,且忽略兩小球之間的相互作用),a通過最高點A時,對外管壁的壓力大小為3.5mg,b通過最高點A時,對內(nèi)管壁的壓力大小0.25mg,已知兩小球所受電場力的大小為重力的一半.求:

(1)a、b兩球落地點距A點水平距離之比;
(2)a、b兩球落地時的動能之比.

【答案】
(1)解:兩個小球在最高點時,受重力、電場力和管壁的作用力,這三個力的合力作為向心力,離開軌道后兩球均做類平拋運動;

對a球:3.5mg+mg+qE=m ,

其中:qE=0.5mg

解得:va=2 ,

對B球:mg﹣0.25mg﹣qE=m

解得:vb= ,

離開A點后豎直方向:ma=mg﹣qE

所以:a=0.5g

由平拋運動規(guī)律可得:

時間為:t= ,

落地時它們的水平位移為:sa=vat=

sb=vbt= ,

a、b兩球落地點間的距離之比:


(2)解:兩個小球做類平拋運動,重力做正功,電場力做負功,由動能定理得:

對a球:

解得:Eka=3mgR

對b球:

解得:

所以:a、b兩球落地時的動能之比:


【解析】(1)對兩個球分別受力分析,根據(jù)合力提供向心力,求出速度,此后球做平拋運動,正交分解后,根據(jù)運動學公式列式求解即可求出兩球落地點距A點水平距離之比;(2)從A到落地的過程中機械能守恒,由此求出落地時逗你的表達式,即可求出兩球落地時的動能之比.
【考點精析】關(guān)于本題考查的平拋運動和向心力,需要了解特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動;運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動;向心力總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大;向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時,千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力才能得出正確答案.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從地面上以初速度2v0豎直上拋一物體A,相隔t時間后又以初速度v0從地面上豎直上拋另一物體B,下列說法正確的是( )

A. 要使A、B能在空中相遇,則兩物體拋出的時間間隔

B. 要使A、B能在空中相遇,則兩物體拋出的時間間隔

C. 要使B在上升時與A相遇,則兩物體拋出的時間間隔

D. 要使B在上升時與A相遇,則兩物體拋出的時間間隔

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩光滑斜面在B處連接,小球從A處由靜止釋放,經(jīng)過B、C兩點時速度大小分別是3 m/s4 m/s,ABBC.設(shè)球經(jīng)過B點前后速度大小不變,則下列判斷正確的是(  )

A. 球在ABBC段的加速度大小之比為43

B. 球由A運動到C的過程中平均速率為2.1 m/s

C. 小球在AB、BC段的運動時間之比為74

D. 小球從B運動到C過程中平均速度大小為3.5 m/s

【答案】BD

【解析】AB段,根據(jù)速度位移公式得:,,代入數(shù)據(jù)解得:a1:a2=9:7,故A錯誤.AC過程中的平均速率為:,故B正確.根據(jù)平均速度的推論知,AB段的時間,BC段運動的時間 ,代入數(shù)據(jù)解得t1:t2=7:3,故C錯誤.小球從B運動到C過程中平均速度大小為,故D正確.故選BD.

點睛:解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運動的運動學公式和推論,并能靈活運用,有時運用推論求解會使問題更加簡捷.

型】選題
結(jié)束】
13

【題目】不同的運動項目對運動鞋摩擦力的要求不同,某研究性學習小組測量不同類型的運動鞋底與木板之間動摩擦因數(shù)的大小,如圖所示,如圖所示.他們先測出每只不同類型運動鞋的質(zhì)量,再往質(zhì)量小的鞋子里均勻擺放砝碼,使鞋子(連同鞋里砝碼)的質(zhì)量均相等.接著用彈簧測力計先后勻速拉動不同類型的運動鞋,使它們沿水平桌面滑動,讀取各次彈簧測力計的示數(shù).

1)探究中使鞋子(連同鞋里砝碼)的質(zhì)量均相等,這是采用了哪種方法______

A.等效法 B.微元法 C.放大法 D.控制變量法

2)測量時,某組同學是沿水平方向拉動放在木板上的鞋,當勻速拉動鞋時,則彈簧測力計拉力的大小

________(填大于小于等于)運動鞋所受滑動摩擦力的大。

3)另一組同學的方法是把水平放置的彈簧測力計一端固定在豎直墻上,另一端系在鞋下,從鞋底下把木板抽出,請指出這種操作方式對于上面的操作過程的優(yōu)點:_______________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一與液面成45°角的光線從透明液體射向空中,光源距離液面高度為1m,離開該液體表面的光線與液面的夾角為30°.試求:
①該液體的折射率;
②這束光線經(jīng)多長時間可以從光源到達液面.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】可佳是中國科學技術(shù)大學自主研發(fā)的智能服務(wù)機器人,圖示是可佳。現(xiàn)要執(zhí)行一項任務(wù),給它設(shè)定了如下動作程序:機器人在水平面上的直角坐標系xOy(坐標單位均為m)內(nèi),由原點(0,0)出發(fā),沿直線運動到點(3,1),然后又由點(3,1)沿直線運動到點(22),該過程中機器人所用時間,則該機器人( )

A. 從原點運動到點(31)的位移大小為

B. 在整個過程中的路程為

C. 在整個過程中的位移大小為

D. 在整個過程中的平均速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為所、電荷量為q的帶正電小球(可看做質(zhì)點) 從y軸上的A點以初速度υ0水平拋出,兩長為L的平行金屬板M、NV傾斜放置且與水平方向間的夾角為θ=37°.

(1)若帶電小球恰好能垂直于M板從其中孔及進入兩板間,試求帶電小球在y軸上的拋出點A的坐標及小球拋出時的初速度υ0;
(2)若該平行金屬板M、N間有如圖所示的勻強電場,且勻強電場的電場強度大小與小球質(zhì)量之間的關(guān)系滿足試計算兩平行金屬板M、N之間的垂直距離d至少為多少時才能保證小球不打在N板上. (sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(重力加速度為g)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】驗證力的平行四邊形定則實驗時,所用到的實驗器材有方木板、白紙、橡皮條、細繩套兩根、圖釘幾個、彈簧秤(兩個)、三角板、刻度尺.

1)實驗中用兩個彈簧秤把橡皮條拉到一定長度并記下結(jié)點位置,此時還需記下____________________;再改用一個彈簧秤時,也要把橡皮條結(jié)點拉到同一位置,以保證前后兩次效果相同.

2)若表示兩個互稱角度的力, 表示由平行四邊形定則作出的的合力; 表示用一個彈簧秤拉橡皮條時的力,則下列各圖中符合實驗事實的是__________

A B

C D

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學用打點計時器研究小車的勻變速直線運動。他將打點計時器接到電源頻率為50Hz的交流電源上,實驗時得到一條實驗紙帶,紙帶上OA、BC、D、E、F、G為計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出。(注意單位)

1)兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=_________s

2)由紙帶可知,小車的加速度為a=____________m/s2,在打D點時小車的速度vD=_________m/sFG的距離為___________cm。

3)若實驗時,電源頻率略低于50Hz,但該同學仍按50 Hz計算小車的速度,則測量得到的小車速度與真實速度相比將________(填偏大、偏小不變)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小球A和小球B質(zhì)量相同,球B置于光滑水平面上,當球A從高為h處由靜止擺下,到達最低點恰好與B相碰,并粘合在一起繼續(xù)擺動,它們能上升的最大高度是( )

A.h
B.
C.
D.

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