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如图所示,水平绝缘光滑的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接...

如图所示,水平绝缘光滑的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C.现有一电荷量q=+1.0×10﹣4C,质量m=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取g=10m/s2.试求:

(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小.

(2)PB间的距离xpB

(3)D点到B点的距离xDB

(4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能.(结果保留3位有效数字)

 

(1).(2)(3)(4). 【解析】 试题(1)设带电体通过C点时的速度为vC,依据牛顿第二定律: 解得vC=2.0m/s (2)由动能定理可得:,解得xBP=1m. (3)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有: ,联立解得xDB=0 (4)由P到B带电体作加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中.在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处.设小球的最大动能为Ekm,根据动能定理有:qERsin45°−mgR(1−cos45°)=Ekm−mvB2,解得Ekm=1.17J(或)
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考点分析:
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如图所示,在竖直平面内的+面直角坐标系xoy中,x轴上方有水平向右的匀强电场,有一质量为m,电荷量为-q(-q<0)的带电绝缘小球,从y轴上的P(0,L)点由静止开始释放,运动至x轴上的A(-L,0)点时,恰好无碰撞地沿切线方向进入固定在x轴下方竖直放置的四分之三圆弧形光滑绝缘细管细管的圆心O1位于y轴上,交y轴于B点,交x轴于A点和C(L,0)点已知细管内径略大于小球外径,小球直径远小于细管半径,不计空气阻力,重力加速度为g。求:

(1)匀强电场的电场强度的大小;

(2)小球运动到B点时对管的压力的大小和方向;

(3)小球从C点飞出后落在x轴上的位置坐标

 

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如图所示,一质量为,带电量为的小球(可视为质点),用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中的定点O,设电场足够大,静止时悬线向右与竖直方向成30°角.重力加速度. 则:

(1)求电场强度E;

(2)若在某时刻将细线突然剪断,设定点O距离地面的竖直高度为H=10m,绳长,求小球的落地时间(小球在运动过程电量保持不变).

 

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在利用自由落体验证机械能守恒定律的实验中,

1)下列器材中不必要的一项是            (只需填字母代号).

A.重物   B.纸带   C.天平    D.低压交流电源    E.毫米刻度尺

2)关于本实验的误差,说法不正确的一项是            

A.选择质量较小的重物,有利于减小误差

B.选择点击清晰且第12两点间距约为2mm的纸带,有利于减小误差

C.先松开纸带后接通电源会造成较大的误差

D.实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用

3)在实验中,质量m1kg的物体自由下落,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s。那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中,物体重力势能的减少量Ep_______J,此过程中物体动能的增加量Ek=______J。(取g="9.8" ms2,保留三位有效数字)

 

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某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证动能定理,他们在实验室组装了如图所示的一套装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙.当连上纸带,释放沙桶时,滑块处于静止.要完成该实验,你认为:

还需要的实验器材有____________________

实验时首先要做的步骤是___________,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的条件是____________________

在上述的基础上,某同学测得滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,测得此时沙和沙桶的总质量m.接通电源,释放沙桶,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为  __________(用题中的字母表示).

 

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如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上.一质量为m=0.2kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内),其速度u和弹簧压缩量△x之间的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点.小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,g取10 m/s2,则下列说法正确的是(    )

A. 小球刚接触弹簧时加速度最大

B. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中,弹簧的弹性势能先增大后减小

C. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒

D. 该弹簧的劲度系数为20.0 N/m

 

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