【題目】如圖所示,長l=1m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中,繩與豎直方向的夾角θ=37°.已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6 C,勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10m/s2 , sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)小球所受電場力F的大。
(2)小球的質(zhì)量m.
(3)將電場撤去,小球回到最低點(diǎn)時速度v的大。

【答案】
(1)

解:根據(jù)電場力的計算公式可得電場力F=qE=1.0×10﹣6×3.0×103 N=3.0×10﹣3 N;

答:小球所受電場力F的大小為3.0×10﹣3 N.


(2)

小球受力分析如圖所示:

根據(jù)幾何關(guān)系可得mg=

所以m= = =4×10﹣4kg;

答:小球的質(zhì)量為4×10﹣4kg.


(3)

電場撤去后小球運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,則mgl(1﹣cos37°)= ,

解得:v=2m/s.

答:將電場撤去,小球回到最低點(diǎn)時速度v的大小為2m/s.


【解析】(1)根據(jù)電場力的計算公式求解電場力;(2)畫出小球受力情況示意圖,根據(jù)幾何關(guān)系列方程求解質(zhì)量;(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解速度.
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的動能定理的綜合應(yīng)用和機(jī)械能守恒及其條件,需要了解應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動定律和機(jī)械能守恒定律簡捷;在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動能和重力勢能(及彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變才能得出正確答案.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一不可伸長的光滑輕繩,其左端固定于O點(diǎn),右端跨過位于O′點(diǎn)的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體;OO′段水平,長度為L;繩子上套一可沿繩滑動的輕環(huán).現(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼,平衡后,物體上升L.則鉤碼的質(zhì)量為( )

A.M
B.M
C.M
D.M

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(  )

A.只有物體與物體相互接觸時才有可能產(chǎn)生彈力

B.兩物體間如果有相互作用的摩擦力,就一定存在相互作用的彈力

C.靜止的物體不可能受到滑動摩擦力作用

D.靜摩擦力的大小隨壓力的增大而增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】[物理--選修3-3]
(1)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a.下列說法正確的是( 。

A.在過程ab中氣體的內(nèi)能增加
B.在過程ca中外界對氣體做功
C.在過程ab中氣體對外界做功
D.在過程bc中氣體從外界吸收熱量
E.在過程ca中氣體從外界吸收熱量
(2)一種測量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2 . K1長為l,頂端封閉,K2上端與待測氣體連通;M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通.開始測量時,M與K2相通;逐漸提升R,直到K2中水銀面與K1頂端等高,此時水銀已進(jìn)入K1 , 且K1中水銀面比頂端低h,如圖(b)所示.設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強(qiáng)均保持不變.已知K1和K2的內(nèi)徑均為d,M的容積為V0 , 水銀的密度為ρ,重力加速度大小為g.求:

(i)待測氣體的壓強(qiáng);
(ii)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“用打點(diǎn)計時器探究勻變速直線運(yùn)動速度隨時間的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中:
(1)安裝紙帶時,應(yīng)將紙帶置于復(fù)寫紙(或墨粉紙盤)的(選填“上方”或“下方”).把紙帶固定在小車上,應(yīng)在放開小車(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計時器的電源.
(2)如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)中除打點(diǎn)計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端附有定滑輪的長木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列儀器和器材中,必須使用的有 . (填選項代號)

A.電壓合適的50Hz交流電源
B.電壓可調(diào)的直流電源
C.刻度尺
D.天平
E.重錘
F.彈簧測力計
(3)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條較理想的紙帶,每兩個相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.10s,打點(diǎn)計時器打E點(diǎn)時小車的瞬時速度為m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一光滑大圓環(huán)固定在桌面上,環(huán)面位于豎直平面內(nèi),在大圓環(huán)上套著一個小環(huán),小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開始下滑,在小環(huán)下滑的過程中,大圓環(huán)對它的作用力( 。

A.一直不做功
B.一直做正功
C.始終指向大圓環(huán)圓心
D.始終背離大圓環(huán)圓心

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在輕繩兩端各系一個小球,某人用手拿著繩上端的小球,站在橋面上.放手后讓小球自由下落,此人聽到小球兩次擊水聲的時間間隔為0.2s,已知下端小球到水面的距離為3.2m,空氣阻力不計,重力加速度g取10m/s2 . 求:
(1)下端小球從釋放至落到水面的時間;
(2)繩長.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從高處釋放一石子,1s后在同一地點(diǎn)再釋放另一石子,空氣阻力不計,則在它們落地之前的任一時刻( )
A.兩粒石子間的距離與時間成一次函數(shù)關(guān)系
B.兩粒石子間的距離與時間平方成正比
C.速度之差與時間成正比
D.速度之差保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在一靜止點(diǎn)電荷的電場中,任一點(diǎn)的電勢φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示.電場中四個點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別Ea、Eb和Ec . 點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra , φa)標(biāo)出,其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd . 下列選項正確的是( 。

A.Ea:Eb=4:1
B.Ec:Ed=2:1
C.Wab:Wbc=3:1
D.Wbc:Wcd=1:3

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