【題目】如圖所示,在E=103 V/m的水平向左勻強(qiáng)電場中,有一光滑半圓形絕緣軌道CPN豎直放置,軌道與一水平絕緣軌道MN平滑連接,半圓軌道所在豎直平面與電場線平行,其半徑R=40 cm,一帶正電荷q=3×10-4 C的小滑塊質(zhì)量為m=40 g,與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,小滑塊運(yùn)動過程中所帶電荷量保持不變,取g=10 m/s2。滑塊在水平軌道上某點由靜止釋放后,恰好能運(yùn)動到圓軌道的最高點C,問:
(1)小滑塊是在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放的?
(2)小滑塊經(jīng)過C點后落地,落地點離N點的距離多大?
(3)小球在半圓軌道上運(yùn)動時,對軌道的最大壓力有多大?
【答案】(1)4 m(2)0.2 m(3)2.7N
【解析】
試題分析:(1)設(shè)滑塊與N點的距離為L,由動能定理可得qEL-μmgL-mg·2R=mv2-0
小滑塊在C點時,重力提供向心力,所以
代入數(shù)據(jù)解得v=2 m/s,L=4 m
(2)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動,由2R=gt2可得
在水平方向上做勻減速運(yùn)動,由qE=ma得a=7.5 m/s2
水平的位移為x=vt-at2,得x=0.2 m
(3)重力與電場力的合力F合=0.5N,F(xiàn)合方向與CN的夾角為37°,
當(dāng)滑塊運(yùn)動到∠NOA= 37°時速度最大對軌道壓力最大。
由A到C過程列動能定理:-qERsin37°-mg(R+Rcos37°)=
滑塊在A點時,三個力的合力提供向心力,
解得:FN=2.7N,軌道壓力FN′=FN=2.7N
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【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在電場強(qiáng)度為E、區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場中,以初速度v0沿ON在豎直面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動.ON與水平面的夾角為30°,重力加速度為g,且mg=Eq,則( )
A. 電場方向豎直向上
B. 小球運(yùn)動的加速度大小為g
C. 小球上升的最大高度為
D. 若小球在初始位置的電勢能為零,則小球電勢能的最大值為
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【題目】在如圖所示的 x-t圖象和v-t圖象中,給出的四條圖線甲、乙、丙、丁分別代表四輛車由同一地點向同一方向運(yùn)動的情況,則下列說法正確的是( )
A.甲車做曲線運(yùn)動,乙車作直線運(yùn)動
B.t1 時刻,甲、乙兩車相遇
C.0~t2 時間內(nèi),丙車通過的路程等于丁車通過的路程
D.0~t2 時間內(nèi),丙、丁兩車的平均速度相等
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【題目】如圖所示,一砂袋用無彈性輕細(xì)繩懸于O點。開始時砂袋處于靜止?fàn)顟B(tài),此后用彈丸以水平速度擊中砂袋后均未穿出。第一次彈丸的速度大小為v0 ,打入砂袋后二者共同擺動的最大擺角為θ(θ<90°),當(dāng)其第一次返回圖示位置時,第二粒彈丸以另一水平速度v又擊中砂袋,使砂袋向右擺動且最大擺角仍為θ。若彈丸質(zhì)量均為m,砂袋質(zhì)量為5m,彈丸和砂袋形狀大小忽略不計,子彈擊中沙袋后露出的沙子質(zhì)量忽略不計,求兩粒彈丸的水平速度之比v0/v為多少?
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【題目】利用如圖所示裝置“驗證機(jī)械能守恒定律”。把裝有遮光條的滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上的A處,光電門安裝在B處,滑塊用細(xì)繩通過定滑輪與購買相連。將滑塊從A位置釋放后,光電計時器記錄下遮光條通過光電門的時間為,測得滑塊(含遮光條)質(zhì)量為M、鉤碼總質(zhì)量為m、遮光條寬度為d,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g
(1)實驗中還需要測量的物理量是______________(說明其物理意義并用符號表示);
(2)本實驗中驗證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為______________(用以上對應(yīng)物理量的符號表示);
(3)若實驗數(shù)據(jù)表明系統(tǒng)動能增加量明顯大于重力勢能減少量,可能的原因是__________
①鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M
②鉤碼總質(zhì)量m與滑塊質(zhì)量M相差不大
③氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)水平,且左高右低
④氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)水平,且左低右高
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【題目】有一個物體開始時靜止在O點,先使它向東做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過5s,使它的加速度方向立即改為向西,加速度的大小不改變,再經(jīng)過5s,又使它的加速度方向改為向東,但加速度大小不改變,如此重復(fù)共歷時20s,則這段時間內(nèi)
A. 物體運(yùn)動方向時而向東時而向西
B. 物體最后靜止在O點
C. 物體運(yùn)動的速度時大時小,一直向東運(yùn)動
D. 物體速度一直在增大
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【題目】某同學(xué)在做利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的關(guān)系時,將紙帶穿過限位孔,接通打點計時器的電源,拉動紙帶,但在紙帶上打不上點,其可能原因是____
A.復(fù)寫紙放反 B.使用了直流電源
C.振針過短 D.紙帶運(yùn)動過快
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【題目】在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xOy,x軸沿水平 方向,如圖甲所示,第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為。坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)交變磁場,電場方向豎直向上,場強(qiáng),勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面,一個比荷的帶正電的微粒(可視為質(zhì)點)以=4m/s的速度從-x軸上的A垂直于x軸進(jìn)入第二象限,并以=8m/s速度從+y軸上的C點沿水平方向進(jìn)入第一象限。從粒子通過C點開始計時,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場方向為正方向),。試求:
(1)帶正電粒子運(yùn)動到C點的縱坐標(biāo)值h以及電場強(qiáng)度的大。
(2)+x軸上有一點D,OD=OC,若帶電粒子在通過C點后不再越過y軸,且要使其恰能沿x軸正方向通過D點,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以及磁場的變化周期
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【題目】如圖所示,BC是半徑為R的1/4圓弧形的光滑且絕緣的軌道,位于豎直平面內(nèi),其下端與水平絕緣軌道平滑連接,整個軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度為E.今有一質(zhì)量為m、帶正電q的小滑塊(體積很小可視為質(zhì)點),從C點由靜止釋放,滑到水平軌道上的A點時速度減為零.若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,求:
(1)滑塊通過B點時的速度大小.
(2)水平軌道上A、B兩點之間的距離.
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