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如图所示,半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内,直径AC(含A、C)下方有水平...

如图所示,半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内,直径AC(含AC)下方有水平向右的匀强电场,一质量为m,带电量为+q的小球,从A点静止释放,沿圆内轨道运动,第一次恰能通过最高点D,(重力加速度为g);求:

1)电场强度的大小;

2)第n次通过轨道最高点D,轨道对小球的作用力大小.

 

(1)(2)3(n-1)mg 【解析】试题分析:(1)球第一次到D点时,重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律,有:① 对从A释放到第一次到达D点过程根据动能定理列式,有: -mgR+qE•2R=mv12−0 ② 联立①②解得: (2)从A释放到第n次到达D点过程,根据动能定理,有:-mgR+n(qE•2R)=mvn2−0 ③ 在D点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:④ 联立③④解得:N=3(n-1)mg 考点:牛顿第二定律;动能定理 【名师点睛】本题关键是明确小球的受力情况和运动情况,要能够结合动能定理和牛顿第二定律分析;本题是永动机模型,没有考虑到边界效应。  
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考点分析:
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某物理小组准备探究某种元件Q标有4V,2W字样的伏安特性曲线,他们找来了下列器材:

A、电压表V10~5V,内阻约10kΩ

B、电压表V20~10V,内阻约20kΩ

C、电流表A0~06A,内阻约0

D、滑动变阻器R15Ω,1A

E、滑动变阻器R2500Ω,02A

1实验中电压表选用    ,为使实验误差尽量减小,要求电压从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用   均填器材前的序号).

2请将图中的实物连线补充完整

3检查实验电路连接正确,然后闭合开关,调节滑动变阻器滑片,发现电流表和电压表指针始终不发生偏转在不断开电路的情况下,检查电路故障,应该使用多电表的    挡;检查过程中将多用电表的红、黑表笔与电流表“+”、“-”接线柱接触时,多用电表指针发生较大角度的偏转,说明电路故障是   

 

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,小明同学利用传感器设计实验:如图甲所示,将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放,小球正下方固定一台红外线计时器,能自动记录小球挡住红外线的时间t,改变小球下落高度h,进行多次重复实验此方案验证机械能守恒定律方便快捷

1用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径d=     mm;

2为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,应作下列哪一个图象?      

Ah-t图象    Bh-图象

Ch-t2图象     Dh-图象

3经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh,你认为增加释放高度h后,两者的差值会      填“增大”、“缩小”或“不变”).

 

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如图所示,M、N为两个等大的均匀带电圆环,其圆心分别为A、C,带电量分别为+Q、-Q,将它们平行放置,A、C连线垂直于圆环平面,B为AC的中点,现有质量为m、带电量为+q的微粒重力不计从左方沿A、C连线方向射入,到A点时速度vA=1m/s,到B点时速度vB=m/s,则 

A微粒从B至C做加速运动,且vC=3m/s

B微粒从A到C先做减速运动,后做加速运动

C微粒在整个运动过程中的最终速度为 m/s

D微粒最终可能返回至B点,其速度大小为m/s

 

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如图所示,半径R=05m的1/4圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m=10-4kg、带电荷量为q=80×10-5C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点03m的A点以初速度v0=3m/s水平射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点图中未画出,取C点电势φ=0,则 

A该匀强电场的电场强度E=100 V/m

B粒子在A点的电势能为8×10-5J

C粒子到达C点的速度大小为5m/s

D粒子速率为4 m/s时的电势能为45×10-4J

 

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如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻质弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=040m处,滑块与弹簧不拴接现由静止释放滑块,通过传感器测量出滑块的速度和离地高度h,计算出滑块的动能EK,并作出滑块的EK-h图象,其中高度从080m上升到140m范围内图象为直线,其余部分为曲线若以地面为重力势能的零势能面,取g=10m/s2,则结合图象可知 

A滑块的质量为100 kg

B弹簧原长为072 m

C弹簧最大弹性势能为1000 J

D滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为360J

 

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