【題目】在豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)中有一根長(zhǎng)L=2m的絕緣細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系質(zhì)量為0.4kg的帶電小球,靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成37°,如圖所示。把小球緩慢拉至最低點(diǎn)給其一水平向右的初速度v0,為了使小球能繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)v0 應(yīng)滿足的條件。(cos37°=0.8,g=10m/s2)

【答案】

【解析】

根據(jù)小球在平衡位置合力為0,可以求出小球所受的電場(chǎng)力,根據(jù)小球恰好在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)這一臨界條件,知在平衡位置的對(duì)稱點(diǎn)合外力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力從而求出小球速度的最小值,根據(jù)動(dòng)能定律求出v0 應(yīng)滿足的條件。

解:對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示

可得:

由于重力和電場(chǎng)力都是恒力,所以它們的合力也是恒力

在圓上各點(diǎn)中,小球在平衡位置A點(diǎn)時(shí)的勢(shì)能(重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和)最小,在平衡位置的對(duì)稱點(diǎn)B點(diǎn),小球的勢(shì)能最大,由于小球總能量不變,所以在B點(diǎn)的動(dòng)能EkB最小,對(duì)應(yīng)速度vB最小,在B點(diǎn),小球受到的重力和電場(chǎng)力,其合力作為小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,而繩的拉力恰為零,有:

解得

從最低點(diǎn)到B點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定律則有

聯(lián)立解得

v0 應(yīng)滿足的條件

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】11N的恒力沿斜面方向?qū)⒁粋(gè)質(zhì)量為1kg的滑塊推上一個(gè)長(zhǎng)10m,傾角53o的斜面,滑塊恰好能沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),(g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:

1)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

2)若將滑塊在斜面頂端由靜止開(kāi)始釋放,求滑塊到達(dá)斜面底端的速度大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開(kāi)始計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2v1,則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. t1時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大

B. 0t2時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

C. t2t3時(shí)間內(nèi),小物塊與傳送帶相對(duì)靜止,小物塊不受到靜摩擦力作用

D. 0t2時(shí)間內(nèi),小物塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變,加速度方向也發(fā)生了改變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一帶電質(zhì)點(diǎn)從圖中的A點(diǎn)豎直向上以速度v0射入一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),速度方向變?yōu)樗,已知質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m,帶電荷量為q,A、B間距離為L,且AB連線與水平方向成θ=37°角,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)可到達(dá)與A點(diǎn)在同一水平面上的C點(diǎn)(未畫(huà)出),則( 。

A. 質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的速度大小為

B. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

C. AC的過(guò)程中,帶電質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能減小了

D. 質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)的加速度大小為

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【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差很大,懷疑電源的頻率不是50Hz,采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量電源的頻率.已知砝碼及砝碼盤的質(zhì)量為m=0.1kg,小車的質(zhì)量為M=0.4kg,不計(jì)摩擦阻力,g10ms2.圖乙為某次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,圖中AB、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),已知相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有三個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出.

1)小車的加速度大小為_____ms2;

2)根據(jù)紙帶上所給出的數(shù)據(jù),可求出電源的頻率為_____Hz

3)打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為_________ms

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在水平面上向左撞向彈簧,當(dāng)滑塊將彈簧壓縮了x0時(shí)速度減小到零,然后彈簧又將滑塊向右推開(kāi)。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,整個(gè)過(guò)程彈簧未超過(guò)彈性限度,則

A. 滑塊向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終做減速運(yùn)動(dòng)

B. 滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,始終做加速運(yùn)動(dòng)

C. 滑塊與彈簧接觸過(guò)程中最大加速度為

D. 滑塊向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)彈簧形變量時(shí),物體的速度最大

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【題目】示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX/、YY/之間都沒(méi)有加電壓,電子束將打在熒光屏中心.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX/之間和YY/之間分別加上如圖所示的電壓,請(qǐng)畫(huà)出熒光屏上出現(xiàn)的完整掃描波形圖。

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m=0.5kg的光滑小球被細(xì)線系住,放在傾角為°的斜面上。已知線與豎直方向夾角=30°,斜面質(zhì)量為M=3kg,整個(gè)裝置靜置于粗糙水平面上。求:

1)懸線對(duì)小球拉力的大;

2)地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向。

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【題目】伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),做了如下的實(shí)驗(yàn):他讓一個(gè)銅球從阻力很小(可忽略不計(jì))的斜面上由靜止開(kāi)始滾下,并且做了上百次。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)伽利略是這樣做的:在斜面上任取三個(gè)位置A、B、C。讓小球分別由A、B、C滾下,如圖所示,讓A、B、C與斜面底端的距離分別為,小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為,小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為,則下列關(guān)系式中正確并且是伽利略用來(lái)證明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是(  )

A. B. C. D.

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