【題目】真空中存在電場強(qiáng)度大小為E1的勻強(qiáng)電場,一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運(yùn)動,速度大小為v0 , 在油滴處于位置A時,將電場強(qiáng)度的大小突然增大到某值,但保持其方向不變.持續(xù)一段時間t1后,又突然將電場反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運(yùn)動到B點(diǎn).重力加速度大小為g.
(1)油滴運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度;
(2)求增大后的電場強(qiáng)度的大;為保證后來的電場強(qiáng)度比原來的大,試給出相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件.已知不存在電場時,油滴以初速度v0做豎直上拋運(yùn)動的最大高度恰好等于B、A兩點(diǎn)間距離的兩倍.
【答案】
(1)
設(shè)油滴質(zhì)量為m,帶電荷量為q,增大后的電場強(qiáng)度為E2,根據(jù)題中條件可以判斷電場力與重力方向相反;
對于勻速運(yùn)動階段,有qE1=mg…①
對于場強(qiáng)突然增大后的第一段t1時間,由牛頓第二定律得:qE2﹣mg=ma1…②
對于場強(qiáng)第二段t1時間,由牛頓第二定律得:qE2+mg=ma2 …③
由運(yùn)動學(xué)公式,可得油滴在電場反向時的速度為:v=v0+a1t1
油滴在B的速度為:vB=v﹣a2t1
聯(lián)立①至⑤式,可得:vB=v0﹣2gt1;
答:油滴運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度為v0﹣2gt1;
(2)
設(shè)無電場時豎直上拋的最大高度為h,由運(yùn)動學(xué)公式,有:v02=2gh…⑥
根據(jù)位移時間關(guān)系可得:v0t1+ …⑦
v1t1﹣ …⑧
油滴運(yùn)動有兩種情況:
情況一:
位移之和x1+x2= ⑨
聯(lián)立①、②、③、⑥、⑦、⑧、⑨可得:
E2=E1+
由題意得E2>E1,即滿足條件 ,即當(dāng) 或 才是可能的;
情況二:
位移之和x1+x2=﹣ ⑩
聯(lián)立①、②、③、⑥、⑦、⑧、⑩可得:
E2=E1+
由題意得E2>E1,即滿足條件 ,即 ,另一解為負(fù),不合題意,舍去.
答:增大后的電場強(qiáng)度的大小為E1+ ,t1和v0應(yīng)滿足的條件為 或 ;或E1+ ;相應(yīng)的t1和v0應(yīng)滿足的條件為 .
【解析】(1)分析油滴的運(yùn)動過程,可知其先進(jìn)行向上的勻速直線運(yùn)動,到達(dá)A處后因電場強(qiáng)度突然增大而開始做向上的勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過t1后電場突然反向,油滴開始做勻減速直線運(yùn)動,并可能在速度減為零后做反向的勻加速直線運(yùn)動.對電場增大后的兩個過程分別列出牛頓第二定律方程,即可求得兩個過程中的加速度,而t1又是一個已知量,那么直接使用運(yùn)動學(xué)公式即可求出vB的速度大。
(2)因?yàn)橛偷巫詈罂赡茏龇聪虻膭蚣铀僦本運(yùn)動,因此我們不能確定B點(diǎn)的位置究竟在A點(diǎn)上方還是A點(diǎn)下方,故需要分為兩種情況討論.對其中每一種情況,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式列出方程,并與豎直上拋的方程進(jìn)行聯(lián)立,即可分別求得兩種情況下的場強(qiáng)E2的大;而根據(jù)題意,為求出t1與v0滿足的條件,只需要使E2>E1即可,那么就可以最終求得t1與v0間的關(guān)系式.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為10kg的物體通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,繩OB水平且B端與站在水平面上的人相連,繩OA與豎直方向的夾角θ=37°,物體及人均處于靜止?fàn)顟B(tài).(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.重力加速度g取10m/s2).
(1)畫出結(jié)點(diǎn)O的受力示意圖;
(2)求繩OA、OB拉力大小;
(3)若人緩慢向右移動(保持繩OB水平),則繩OA、OB拉力大小均逐漸增大.(3)若人緩慢向右移動(保持繩OB水平),則繩OA、OB拉力大小如何變化?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,物體A、B疊放在水平桌面上,A與B接觸面之間的動摩擦因數(shù)為0.1,B與地面的動摩擦因數(shù)為0.2,A物體的重力是50N,B的重力為100N,A的左端用水平細(xì)線拉住,細(xì)線另一端固定于墻上.
(1)現(xiàn)用水平力F將物體B從A下方勻速拉出,求水平拉力F的大;
(2)如果在A物體上再放一個50N重的物體C,且假設(shè)A與B之間,B與地面之間最大靜摩擦力均等于滑動摩擦力,則通過計(jì)算說明,用一個水平拉力F=46N能否將B從A下方拉出.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一質(zhì)量為M=2kg的鐵塊套在傾斜放置的桿上,桿與水平方向的夾角θ=60°,一輕繩一端連在鐵塊上,一端連在一質(zhì)量為m=1kg的小球上,一水平力F作用在小球上,連接鐵塊與球的輕繩與桿垂直,鐵塊和球都處于靜止?fàn)顟B(tài).(g取10m/s2)求:
(1)拉力F的大;
(2)桿對鐵塊的摩擦力的大小.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8V,額定電流0.32A);電壓表V(量程3V,內(nèi)阻3kΩ);電流表A(量程0.5A,內(nèi)阻0.5Ω);固定電阻R0(阻值1000Ω);滑動變阻器R(阻值0~9.0Ω);電源E(電動勢5V,內(nèi)阻不計(jì));開關(guān)S;導(dǎo)線若干.
(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在0~3.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖.
(2)實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示.由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率(填“增大”“不變”或“減小”).
(3)用另一電源E0(電動勢4V,內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路圖,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率.閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為W,最大功率為W.(結(jié)果均保留2位小數(shù))
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【題目】在交警處理某次交通事故時,通過監(jiān)控儀器掃描,輸入計(jì)算機(jī)后得到該汽車在水平面上剎車過程中的位移隨時間變化的規(guī)律為x=20t﹣2t2(x的單位是m,t的單位是s).則下列說法正確的是( )
①該汽車剎車的初速度為20m/s
②該汽車剎車的加速度為﹣2m/s2
③該汽車在地面上留下的痕跡長為50m
④剎車后6s內(nèi)的位移為48m.
A.①②
B.②③
C.①③
D.①③④
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在μ=0.1的水平面上向右運(yùn)動的物體,質(zhì)量為20kg.在運(yùn)動過程中,還受到一個水平向左的大小為10N的拉力F的作用,則物體受到的滑動摩擦力為(g=10N/kg)( )
A.10N,向右
B.10N,向左
C.20N,向右
D.20N,向左
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的學(xué)生在研究“共點(diǎn)力的合成問題”時得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,F(xiàn)′與A、O共線,A端為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)線的結(jié)點(diǎn).
(1)、利用平行四邊形定則作出Fl和F2的合力F,通過比較和來驗(yàn)證力的合成是否遵守平行四邊形定則.
(2)、在上述實(shí)驗(yàn)中所說的合力與兩個分力具有相同的效果,是通過下列哪個方法實(shí)現(xiàn)的
A.測力計(jì)的彈簧被拉長
B.使橡皮條產(chǎn)生的形變相同
C.細(xì)線套受拉力產(chǎn)生形變
D.使橡皮條在同一方向上伸長到相同長度.
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【題目】如圖甲所示,是研究小車做勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)某同學(xué)打出了一條紙帶,已知計(jì)時器打點(diǎn)的時間間隔為0.02s,他按打點(diǎn)先后順序每5個點(diǎn)取1個計(jì)數(shù)點(diǎn),得到了O、A、B、C、D等幾個計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙所示,則相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為s.、
(2)電火花計(jì)時器使用的電源是 .
A.220V交流電源
B.220V直流電源
C.6V以下交流電源
D.6V以下直流電源
(3)用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,打C點(diǎn)時小車的速度大小為 m/s.加速度大小為 m/s2
(4)如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電源的電壓變成210V,打計(jì)時點(diǎn)的周期不變,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測量值將 . (填“偏大”、“偏小”或“不變”)
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