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如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装...

如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小为E(E小于manfen5.com 满分网).
(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.
(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E无关,且为一常量.

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(1)物块恰能通过圆弧最高点C时,圆弧轨道与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力,再对物块在由A运动到C的过程中,运用动能定理列式即可求解; (2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,根据平抛运动的特点即可求解. 【解析】 (1)物块恰能通过圆弧最高点C时,圆弧轨道与物块间无弹力作用,物块受到的重力和电场力提供向心力 mg-Eq=m① 物块在由A运动到C的过程中,设物块克服摩擦力做的功为Wf,根据动能定理有 Eq•2R-Wf-mg•2R=mvc2-mv2② 由①②式解得Wf=mv2+(Eq-mg)R③ (2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动,设水平位移为s,则 水平方向有s=vCt④ 竖直方向有2R=(g-)•t2⑤ 由①④⑤式联立解得s=2R⑥ 因此,物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,大小为2R. 答:(1)物块在运动过程中克服摩擦力做的功为Wf=+(Eq-mg)R (2)物块离开轨道落回水平面过程的水平距离为2R,与场强大小E无关.
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考点分析:
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(1)此波沿什么方向传播?
(2)波速是多大?
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(2)在实验中,有三名同学分别得到了T2-l关系图象如图(乙)中的a、b、c所示,那么,正确的图象应该是______
(3)由图象可知,悬点到挡板的高度h=______m;
(4)由图象可知,当地重力加速度g=______m/s2;(保留三位有效数字)
(5)如果某同学用此装置测出的重力加速度的结果比当地重力加速度的真实值偏大,他在实验操作上可能出现的失误是______
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C.在时间t内的n次全振动误记为n+1次
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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