【題目】如圖所示的絕緣細(xì)桿軌道固定在豎直面內(nèi),半徑為R的1/6圓弧段桿與水平段桿和粗糙傾斜段桿分別在A、B兩點(diǎn)相切,圓弧桿的圓心O處固定著一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷。現(xiàn)有一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的帶負(fù)電小球穿在水平桿上,以方向水平向右、大小等于的速度通過A點(diǎn),小球能夠上滑的最高點(diǎn)為C,到達(dá)C后,小球?qū)⒀貤U返回。若∠COB=30°,小球第一次過A點(diǎn)后瞬間對(duì)圓弧細(xì)桿向下的彈力大小為,從A至C小球克服庫(kù)侖力做的功為,重力加速度為g。求:
(1)小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能;
(2)小球在C點(diǎn)受到的庫(kù)侖力大;
(3)小球返回A點(diǎn)前瞬間對(duì)圓弧桿的彈力。(結(jié)果用m、g、R表示)
【答案】(1) (2) (3)
【解析】試題分析:由動(dòng)能定理求出小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.小球第一次過A點(diǎn)后瞬間,由牛頓第二定律和庫(kù)侖定律列式.由幾何關(guān)系得到OC間的距離,再由庫(kù)侖定律求小球在C點(diǎn)受到的庫(kù)侖力大小.由動(dòng)能定理求出小球返回A點(diǎn)前瞬間的速度,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心力公式求解小球返回A點(diǎn)前瞬間對(duì)圓弧桿的彈力。
(1)小球從A運(yùn)動(dòng)到B,AB兩點(diǎn)為等勢(shì)點(diǎn),所以電場(chǎng)力不做功,由動(dòng)能定理得:
代入數(shù)據(jù)解得:
(2)小球第一次過A時(shí),由牛頓第二定律得:
由題可知:
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:
由幾何關(guān)系得:OC間的距離為:
小球在C點(diǎn)受到的庫(kù)侖力大小 :
聯(lián)立解得
(3)從A到C,由動(dòng)能定理得:
從C到A,由動(dòng)能定理得:
由題可知:
小球返回A點(diǎn)時(shí),設(shè)細(xì)桿對(duì)球的彈力方向向上,大小為N′,由牛頓第二定律得:
聯(lián)立以上解得: ,根據(jù)牛頓第三定律得,小球返回A點(diǎn)時(shí),對(duì)圓弧桿的彈力大小為,方向向下.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為α,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上,長(zhǎng)為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中R2為一電阻箱,已知燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,調(diào)節(jié)電阻箱使R2=12R,重力加速度為g,閉合開關(guān)S,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,求:
(1)金屬棒下滑的最大速度vm;
(2)當(dāng)金屬棒下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大,則金屬棒由靜止下滑2s0的過程中,整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱;
(3)改變電阻箱R2的值,當(dāng)R2為何值時(shí),金屬棒達(dá)到勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a還未發(fā)射,在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng),b處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)行,c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測(cè)衛(wèi)星.各衛(wèi)星排列位置如圖,則有( 。
A. a的向心加速度等于重力加速度g
B. 在相同時(shí)間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)最短
C. 在4h內(nèi)c轉(zhuǎn)過的圓心角是π/3
D. d的運(yùn)動(dòng)周期一定是30h
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【題目】點(diǎn)電荷是靜電學(xué)中的一個(gè)理想模型,它是指( )
A.體積很小的帶電體
B.球形帶電體
C.帶電少的帶電體
D.大小和形狀對(duì)作用力影響可忽略的帶電體
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【題目】在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲):
(1)下列說法哪一個(gè)是錯(cuò)誤的________。(填選項(xiàng)前的字母)
A. 調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí),應(yīng)放上單縫和雙縫。
B. 測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí),應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊
C. 為了減小測(cè)量誤差,可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋中心間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距
(2)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋的中心對(duì)齊,將該亮條紋定為第1條亮條紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對(duì)齊,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示,則圖乙讀數(shù)為________mm,求得這種色光的波長(zhǎng)λ=______ nm。(已知雙縫間距d=0.2 mm,雙縫到屏間的距離L=700 mm
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【題目】某同學(xué)采用重物自由下落的方法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”,如圖甲所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?/span>9.80 m/s2,測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.0 kg。若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量,量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)O的距離如圖乙所示,那么,
(1)紙帶的________(選填“左”或“右”)端與重物相連;
(2)B的速度大小為___________m/s;從打下點(diǎn)A到打下點(diǎn)C的過程中重力勢(shì)能的減少量ΔEP=_____________J(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
(3)猜測(cè):動(dòng)能的增加量最有可能______勢(shì)能的減少量(選填“>”“<”或“=”)。
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【題目】“探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中,發(fā)現(xiàn) A 、 B 兩顆均勻球形天體,兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星,測(cè)得兩顆衛(wèi)星的周期相等,以下判斷正確的是( )
A. 天體 A 、 B 的質(zhì)量一定不相等
B. 兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等
C. 天體 A 、 B 表面的重力加速度之比等于它們的半徑之比
D. 天體 A 、 B 的密度一定相等
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【題目】電子是原子的組成部分,一個(gè)電子帶有( )
A.1.6×10﹣19C的正電荷
B.1.6×10﹣19C的負(fù)電荷
C.9.1×10﹣31C的正電荷
D.9.1×10﹣31C的負(fù)電荷
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【題目】質(zhì)量m=1 kg的物體,在水平拉力F(拉力大小恒定,方向與物體初速度方向相同)的作用下,沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng),經(jīng)過位移4 m時(shí),拉力F停止作用,運(yùn)動(dòng)到位移是8 m時(shí)物體停止,運(yùn)動(dòng)過程中Ek-x的圖線如圖所示。g取10 m/s2求:
(1)物體的初速度多大?
(2)物體和平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大?
(3)拉力F的大小?
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