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如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0....

如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.25m的半圆,两段轨道相切于B,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)

(1)甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙球在B点被碰后的瞬时速度大小;

(2)在满足1的条件下,求甲的速度υ0;

(3)甲仍以中的速度υ0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围.

 

(1) (2) (3) 【解析】: (1)在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下,设乙到达最高点的速度为,乙离开D点达到水平轨道的时间为t,乙的落点到B点的距离为,则 ① ② ③ 联立①②③得:④ (2)设碰撞后甲、乙的速度分别为、,根据动量守恒和机械能守恒定律有: ⑤ ⑥ 联立⑤⑥得:⑦ 由动能定理得:⑧ 联立①⑦⑧得:⑨ (3)设甲的质量为M,碰撞后甲、乙的速度分别为、,根据动量守恒和机械能守恒定律有: (10) (11) 联立(10)(11)得:(12) 由(12)和,可得:<(13) 设乙球过D点的速度为,由动能定理得 (14) 联立⑨(13)(14)得:<(15) 设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为,则有 (16) 联立②(15)(16)得:<<  
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考点分析:
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小球A以速度从平台边缘O点水平抛出,其运动轨迹为曲线OD,如图所示,为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速度下滑的运动,特制作了一个与与A平抛轨道完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置,让小球A沿该轨道无初速下滑(经分析,A下滑过程中不会脱离轨道).在OD曲线上有一M点,OM两点连线与竖直方向的夹角为45°,求小球A通过M点时的水平分速度.

 

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某探究小组准备用图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻,实验器材如下:

待测电源(电动势约2V);

电阻箱R(最大阻值为99.99Ω);

定值电阻R0(阻值为2.0Ω);

定值电阻R1(阻值为4.5kΩ

电流表G(量程为400μA,内阻Rg=500Ω

开关S,导线若干.

1)图甲中将定值电阻R1和电流表G串联,相当于把电流表G改装成了一个量程为_____V的电压表;

2)闭合开关,多次调节电阻箱,并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I

3)分别用Er表示电源的电动势和内阻,则 的关系式为_________(用题中字母表示);

4)以为纵坐标, 为横坐标,探究小组作出的图像如图(乙)所示,根据该图像求得电源的内阻r=0.50Ω,则其电动势E=______V(保留两位有效小数);

5)该实验测得的电动势与真实值相比,理论上______ .(填“>”“<”“=”

 

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某活动小组利用如图甲的装置验证机械能守恒定律,将光电门固定在B处,钢球从与O点登高的A点由静止做圆周运动,通过B处的光电门,计时装置测出钢球通过光电门的时间为t,用钢球通过光电门的平均速率表示钢球通过光电门的瞬时速度,测出绳子的长度为L,小球直径D不可忽略,当地的重力加速度为g

1)用游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球静止为D=______cm

2)小球到达B的速度表达式为__________;(用已知字母表达)

3)要验证机械能守恒,只要在误差允许的范围内,表达式__________成立即可(用tLDg表达)。

 

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如图所示,宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔,其下沿离地高h=1.2m,离地高H=2m的质点与障碍物相距为x,在障碍物以vo=4m/s匀速向左运动的同时,质点自由下落.忽略空气阻力, ,则以下正确的是(     )

A. L=1mx=1m时小球可以穿过矩形孔

B. L=0.8mx=0.8m时小球可以穿过矩形孔

C. L=0.6mx=1m时小球可以穿过矩形孔

D. L=0.6mx=1.2m时小球可以穿过矩形孔

 

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如图所示,一电荷量q=+3×10-5C的小球,用绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的O点,开关S合上后,小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°.已知两板间距d=0.1m,电源电动势E=15V,内阻r=0.5Ω,电阻R1=3ΩR2=R3=R4=8Ω,.取g=10m/s2,已知sin37°=0.6cos37°=0.8.则以下说法正确的是(    )

A. 电源的输出功率为14W

B. 两板间的电场强度的大小为140V/m

C. 带电小球的质量5.6毫克

D. 若增加R1的大小,会有瞬时电流从左向右流过R4

 

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