如圖所示,空間有場(chǎng)強(qiáng)E=1.0×102V/m豎直向下的電場(chǎng),長(zhǎng)L=0.8m不可伸長(zhǎng)的輕繩固定于O點(diǎn).另一端系一質(zhì)量m=0.5kg帶電q=5×10-2C的小球.拉起小球至繩水平后在A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的正下方B點(diǎn)時(shí)繩恰好斷裂,小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)并垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ=53°、無(wú)限大的擋板MN上的C點(diǎn).試求:

(1)繩子的最大張力;
(2)A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差;
(3)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí),突然施加一恒力F作用在小球上,同時(shí)把擋板迅速水平向右移至某處,若小球仍能垂直打在檔板上,所加恒力F的方向及取值范圍.
(1)30N;(2)125V; (3)F≥8N  0°≤α≤127°  

試題分析:(1)A→B由動(dòng)能定理及圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)有:
(mg+qE)L=
T-(mg+qE)=
聯(lián)解得:T=30N        
(2)B→C由功能關(guān)系及電場(chǎng)相關(guān)知識(shí)有:
(mg+qE)hAC=
vCsinθ=vB
UAC=EhAC
聯(lián)解得:UAC=125V
(3)由題可知施加恒力F后小球必須做勻速直線或勻加速直線運(yùn)動(dòng),才能垂直打在檔板上。
設(shè)恒力F與豎直方向的夾角為α,作出小球的受力矢量三角形分析如圖所示。(或由矢量三角形可知:當(dāng)F與F(或運(yùn)動(dòng))的方向垂直時(shí),F(xiàn)有最小值而無(wú)最大值)

由矢量三角形圖有:Fmin=(mg+qE)sinθ   0°≤α+θ≤180°
聯(lián)解得:F≥8N  0°≤α≤127°   
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩個(gè)光滑金屬球a、b置于一個(gè)桶形容器中,兩球的質(zhì)量ma>mb,對(duì)于圖中的兩種放置方式,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.兩種情況對(duì)于容器左壁的彈力大小相同
B.兩種情況對(duì)于容器右壁的彈力大小相同
C.兩種情況對(duì)于容器底部的彈力大小相同
D.兩種情況兩球之間的彈力大小相同

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(8分)如圖所示,質(zhì)量為m1=5 kg的滑塊,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30 N的力F推滑塊,滑塊沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng),斜面體質(zhì)量m2=10 kg,且始終靜止,取g=10 m/s2,求:

(1)斜面對(duì)滑塊的摩擦力;
(2)地面對(duì)斜面體的摩擦力和支持力。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,用兩個(gè)一樣的彈簧測(cè)力計(jì)吊著一根銅棒,銅棒所在的虛線范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),棒中通以自左向右的電流,當(dāng)棒靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)之和為F1;若將棒中的電流反向,當(dāng)棒靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)之和為F2,且,根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù),可以確定
A.磁場(chǎng)的方向B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
C.安培力的大小D.銅棒的重力

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(9分)如下圖所示,線圈abcd每邊長(zhǎng)l=0.20 m,線圈質(zhì)量m1=0.10 kg,電阻R=0.10 Ω ,砝碼質(zhì)量m2=0.14 kg.線圈上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,方向垂直線圈平面向里,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h=l=0.20 m.砝碼從某一位置下降,使ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng).求線圈做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在傾角為30°的足夠長(zhǎng)的斜面上,有一重10N的物體,被平行于斜面的大小為8N的恒力F推著沿斜面勻速上滑,如圖所示,g取10m/s2。物體所受最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。在推力F突然消失的瞬間(  )
A
A.物體所受摩擦力方向立即與原來(lái)相反
B.物體的瞬時(shí)加速度為8m/s2
C.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于0.4
D.推力F消失后,物體將沿斜面上滑,最后靜止在斜面上

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

物塊A和B用平行于斜面的輕桿連接,如圖(a)靜止于固定斜面上,此時(shí)輕桿作用力大小為
不等于零;若A、B對(duì)調(diào)并如圖(b)放置在該斜面上,則輕桿作用力大小 

A.等于零            B.等于           C.大于          D.小于

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列說(shuō)法正確的是
A.一拳打出去什么也沒(méi)有打著,所以這個(gè)力沒(méi)有受力物體
B.不接觸的物體一定沒(méi)有力的作用
C.重心一定在物體的幾何中心
D.重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

圖為一注射器,針筒上所標(biāo)刻度是注射器的容積,最大刻度Vm=20ml,其活塞的橫截面積為2cm2。先將注射器活塞移到刻度V1=18ml的位置,然后用橡膠帽密封住注射器的針孔。已知環(huán)境溫度t1=27℃,大氣壓p0=1.0×105Pa,為使活塞移到最大刻度處,試問(wèn)(活塞質(zhì)量及活塞與針筒內(nèi)壁間的摩擦均
忽略不計(jì)。)

(i)若把注射器浸入水中緩慢加熱,水溫須升至多少℃?
(ii)若沿注射器軸線用力向外緩慢拉活塞,拉力須達(dá)到多大?

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同步練習(xí)冊(cè)答案