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如图所示、绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑...

如图所示、绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=040m;在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=10×104N/C现有一质量m=010kg的带电体可视为质点放在水平轨道上与B端距离s=10m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零已知带电体所带电荷量q=80×10-5C,求:

1带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力;

2带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功。

 

(1)5.0 N,方向竖直向下 (2)-0.72 J 【解析】 试题分析:(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有qE=ma 解得a==8.0 m/s2 设带电体运动到B端的速度大小为vB,则vB2=2ax 解得vB==4.0 m/s 设带电体运动到圆弧形轨道的B端时受轨道的支持力为FN,根据牛顿第二定律有FN-mg= 解得FN=mg+=5.0 N。 根据牛顿第三定律可知,带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小FN'=FN=5.0 N,方向竖直向下 (2)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中, 电场力所做的功W电=qER=0.32 J 设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为Wf,对此过程根据动能定理有W电+Wf-mgR=0-mvB2 解得Wf=-0.72 J。 考点:动能定理;牛顿第二定律的应用 【名师点睛】本题综合运用了牛顿运动定律和动能定理,关键是理清过程,正确地受力分析,根据动能定理列表达式求解。  
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考点分析:
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如图,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移,保持水平槽口距底板高度h=0420m不变.改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中.

v0m/s
 

0741
 

1034
 

1318
 

1584
 

tms
 

2927
 

2930
 

2928
 

2929
 

dcm
 

217
 

303
 

386
 

464
 

 

1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移d与其初速度v0    关系,与     无关;

2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值,发现理论值与测量值之差约为3ms.经检查,实验及测量无误,其原因是     

3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后,另做了这个实验,竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t,但二者之差在3-7ms之间,且初速度越大差值越小.对实验装置的安装进行检查,确认斜槽槽口与底座均水平,则导致偏差的原因是          

 

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某同学用图1所示的实验装置测量木块与斜面木板之间的滑动摩擦因数.先将打点计时器固定在木板上,再将木板的一端固定在铁架台上.已知之后测出木板与水平面之间的夹角为θ.打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g

1)若测出木块下滑的加速度为a,则计算木块与斜面之间的滑动摩擦因数的表达式为μ=       

2)图2为打出的一条纸带.选择6个计数点123456,分别测出它们到O点的距离S1S2S3S4S5S6.则计算纸带运动的平均加速度的关系式为a=        

3)本实验测出的滑动摩擦因数数值与实际值相比     (选填偏小相等偏大).

 

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一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能EP随位移x变化的关系如图所示,其中0-x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2x3段是直线,则下列说法正确的是( )

A. x1处电场强度最小,但不为零

B. 粒子在0x2段做匀变速运动,x2x3段做匀速直线运动

C. 0x1x2x3处电势φ0φ1φ2φ3的关系为φ3φ20φ1

D. x2x3段是匀强电场

 

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如图所示,直线MN是匀强电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由a运动到b的运动轨迹,轨迹为一抛物线.下列判断正确的是( )

A. 电场线MN的方向一定是由N指向M

B. 带电粒子由a运动到b的过程中动能不一定增加

C. 带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能

D. 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度

 

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如图所示,用绳AC和BC吊起一个物体,绳AC与竖直方向的夹角为600,能承受的最大拉力为10N,绳BC与竖直方向的夹角为30°能承受的最大拉力为15N欲使两绳都不断,物体的重力不应超过

A10N    B15N     C10N    D10N

 

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