【題目】如圖所示,一內(nèi)壁光滑的絕緣圓管A加固定在豎直平面內(nèi)。圓管的圓心為O,D點為圓管的最低點,AB兩點在同一水平線上,AB=2L,圓環(huán)的半徑為r= (圓管的直徑忽略不計),過OD的虛線與過AB的虛線垂直相交于C點。在虛線AB的上方存在水平向右的、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場;虛線AB的下方存在豎直向下的、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小等于。圓心O正上方的P點有一質(zhì)量為m、電荷量為 (>0)的絕緣小物體(視為質(zhì)點),PC間距為L,F(xiàn)將該小物體無初速釋放,經(jīng)過一段時間,小物體剛好沿切線無碰撞地進(jìn)入圓管內(nèi),并繼續(xù)運動。重力加速度用g表示。
(1)虛線AB上方勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大?
(2)小物體從管口B離開后,經(jīng)過一段時間的運動落到虛線AB上的N點(圖中未標(biāo)出N點),則N點距離C點多遠(yuǎn)?
(3)小物體由P點運動到N點的總時間為多少?
【答案】(1)。2) (3)
【解析】(1)小物體無初速釋放后在重力、電場力的作用下做勻加速直線運動,小物體剛好沿切線無碰撞地進(jìn)入圓管內(nèi),故小物體剛好沿PA連線運動,重力與電場力的合力沿PA方向;又,故,解得:
(2)小物體從P到A的運動由動能定理可得: ,解得:
虛線AB的下方存在豎直向下的、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小等于,電荷量為 (>0)的絕緣小物體所受電場力,方向豎直向上,故小物體從A到B做勻速圓周運動,
小物體從管口B離開后,經(jīng)過一段時間的運動落到虛線AB上的N點,對豎直方向: 解得:
水平方向: 、 解得:
N點距離C點:
(3)小物體從P到A的時間 ,則解得:
物體從A到B的時間,則
小物體由P點運動到N點的總時間
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【題目】跳傘運動員做低空跳傘表演,當(dāng)飛機(jī)離地面224m懸停時,運動員離開飛機(jī)先作自由落體運動,運動一段時間后,立即打開降落傘,展傘后運動員以12.5 m/s2的加速度勻減速下降。為了運動員的安全,要求運動員落地速度為5 m /s,g=10 m /s2。求:
(1)運動員剛展傘時的速度大;
(2)運動員剛展傘時離地面的高度;
(3)運動員離開飛機(jī)后在空中下落的總時間。
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【題目】將物體以某一速度豎直向上拋出,經(jīng)過時間t0到達(dá)最高點,之后返回。運動過程中所受空氣阻力大小與速率成正比。則此物體從拋出到返回拋出點的過程中,速率隨時間變化的圖象可能正確的是( )
A. B.
C. D.
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【題目】帶電量與質(zhì)量都相同的兩個粒子(不計重力),以不同速率垂直于磁力線方向射入同一勻強(qiáng)磁場中,兩粒子運動的軌跡如圖,關(guān)于兩粒子的運動速率v、在磁場中的運動時間t及圓周運動周期T,角速度ω表達(dá)正確的是( )
A. v1 < v2
B. t1 < t2
C. T1 > T2
D. ω1=ω2
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【題目】如圖所示,某段直滑雪雪道傾角為30°,總質(zhì)量為m(包括售具在內(nèi))的滑雪運動員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑,加速度大小為。在運動員滑到底端的過程中,下列說法正確的是( )
A. 運動員受到的摩擦力的大小為
B. 運動員獲得的動能為受
C. 運動員克服摩擦力做功為
D. 運動員減少的機(jī)械能為
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【題目】在軍事學(xué)習(xí)中,某空降兵從飛機(jī)上跳下,先做自由落體運動,在 時刻,速度達(dá)到最大值時打開降落傘,做減速運動,在時刻以較小速度著地.他的速度圖象如圖所示.下列關(guān)于該空降兵在或時間內(nèi)的平均速度的結(jié)論正確的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
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【題目】如圖所示,PQNM是由粗裸導(dǎo)線連接兩個定值電阻組合成的閉合矩形導(dǎo)體框,水平放置,金屬棒ab與PQ、MN垂直,并接觸良好.整個裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感強(qiáng)度B=0.4T.已知ab有效長度為L=0.5m,電阻R1=2Ω,R2=4Ω,其余電阻均忽略不計,若使ab以v=5m/s的速度向右勻速運動,作用于ab的外力大小為多少?R1、R2上消耗的電熱功率分別為多大?(不計摩擦)
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【題目】如圖所示,均強(qiáng)電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點,∠ABC=∠CAB=30°,AB間距為6m,已知電場線平行于△ABC所在的平面,將一個電荷量q=-2×10-6J的點電荷由A移到B的過程中,電勢能增加了1.2×10-5J,由B移到C的過程中電場力做功6×10-6J,下列說法正確的是()
A. A、C兩點間的電勢差UAC=3V
B. 該電場的場強(qiáng)為2V/m
C. 正電荷由C點移到A點的過程中,電勢能增加
D. A點的電勢低于B點的電勢
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【題目】在做“研究勻變速直線運動”的實驗時,某同學(xué)得到一條用電火花計時器打下的紙帶如下圖所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出,電火花計時器接220 V、50 Hz交流電源。
(1)設(shè)電火花計時器的頻率為f,計算F點的瞬時速度vF的公式為vF=____________;
(2)他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如下表。以A點對應(yīng)的時刻為t=0,試在下圖所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度,作出v-t圖象__________,并利用該圖象求出物體的加速度a=___________m/s2;(保留兩位有效數(shù)字)
(3)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實驗的同學(xué)并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比_____________。(填“偏大”“偏小”或“不變”)
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