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(14分)半徑分別為r=0.1m和R=2r=0.2m的兩個質量不計的圓盤,共軸固定連接在一起,可以繞水平軸O無摩擦轉動,大圓盤的邊緣上固定有一個可看作質點的質量m=0.1kg的小球A,小圓盤上繞有細線,細線的另一端與放在光滑絕緣水平桌面上的帶電小物塊B水平相連,物塊B的質量M=0.12kg,帶電量為q=1.0×10-4C,處于水平向左的勻強電場中,電場強度大小為E0=104N/C。整個系統(tǒng)在如圖所示位置處于靜止平衡狀態(tài),此時OA連線與豎直方向的夾角為θ。求:

(1)夾角θ的大小。
(2)緩慢順時針轉動圓盤,使小球A位于轉軸O的正下方由靜止釋放,當圓盤轉過45º角時物塊B運動的速度多大?
(3)緩慢順時針轉動圓盤,使小球A重新回到轉軸O的正下方,改變電場強度大小使其為E后由靜止釋放系統(tǒng),物塊B向左運動的最大距離s=,則電場強度E多大?
(1)θ=30º(2)v=0.28m/s(3)9.55×103N/C
(14分)
解:(1)對物塊B:
(2分)
對圓盤,由力矩平衡   (2分)
得   ,    θ=30º     (1分)
(2)對整個系統(tǒng),由動能定理
(3分)
代入數據,解得    v=0.28m/s                                 (2分)
(3),
對整個系統(tǒng),由動能定理    qE·=mg·2r(1-cos)(2分)
解得E==9.55×103N/C                 (2分)
本題主要考查的是對動能定理的應用。分析清楚物體的運動狀態(tài),應用動能定理即可解出此題。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(2011·上海高考物理·T33)如圖(a),磁鐵A、B的同名磁極相對放置,置于水平氣墊導軌上。A固定于導軌左端,B的質量m=0.5kg,可在導軌上無摩擦滑動。將B在A附近某一位置由靜止釋放,由于能量守恒,可通過測量B在不同位置處的速度,得到B的勢能隨位置x的變化規(guī)律,見圖(c)中曲線I。若將導軌右端抬高,使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示),則B的總勢能曲線如圖(c)中II所示,將B在處由靜止釋放,求:(解答時必須寫出必要的推斷說明。取)
(1)B在運動過程中動能最大的位置;
(2)運動過程中B的最大速度和最大位移。
(3)圖(c)中直線III為曲線II的漸近線,求導軌的傾角。
(4)若A、B異名磁極相對放置,導軌的傾角不變,在圖(c)上畫出B的總勢能隨x的變化曲線.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖半徑分別為2R和R的甲、乙兩光滑圓形軌道固定放置在同一豎直平面內,兩軌道之間由一條水平軌道CD相連,曲面軌道與水平面軌道在B處光滑連接(物塊經過B點時沒有機械能損失),現有一小物塊從斜面上高h處的A點由靜止釋放,曲面軌道以及水平軌道BC段是光滑的,小物塊與CD段以及D右側的水平軌道間的動摩擦因數均為μ。已知小物塊通過甲軌道最高點時與軌道間壓力為物塊重力的3倍,而后經過有摩擦的CD段后又進入乙軌道運動。
(1)求初始釋放物塊的高度h
(2)為避免出現小物塊脫離圓形軌道乙而發(fā)生撞軌現象,則CD段的長度應滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

假定地球?月球都靜止不動.用火箭從地球沿地月連線向月球發(fā)射一探測器.假定探測器在地球表面附近脫離火箭.用W表示探測器從脫離火箭處飛到月球的過程中克服地球引力做的功,用Ek表示探測器脫離火箭時的動能,若不計空氣阻力.則(    )
A.Ek必須大于或等于W,探測器才能到達月球
B.Ek小于W,探測器也可能到達月球
C.,探測器一定能到達月球
D.,探測器一定不能到達月球

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖2所示,固定斜面傾角為θ,整個斜面分為AB、BC兩段,AB=2BC.小物塊P(可視為質點)與AB、BC兩段斜面間的動摩擦因數分別為μ1、μ2.已知P由靜止開始從A點釋放,恰好能滑動到C點而停下,那么θ、μ1、μ2間應滿足的關系是                      (  )

A.tanθ=                   B.tanθ=              
C.tanθ=2μ1-μ2                   D.tanθ=2μ2-μ1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)如圖15所示,在水平方向的勻強電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8 m.有一質量為500 g的帶電小環(huán)套在直桿上,正以某一速度沿桿勻速下滑,小環(huán)離開桿后正好通過C端的正下方P點.(g取10 m/s2)求:    
                                                     
(1)小環(huán)離開直桿后運動的加速度大小和方向;
(2)小環(huán)在直桿上勻速運動時速度的大。
(3)小環(huán)運動到P點的動能.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(2011年杭州學軍中學檢測)人通過滑輪將質量為m的物體,沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面,物體上升的高度為h,到達斜面頂端的速度為v,如圖所示.則在此過程中(  )
A.物體所受的合外力做功為mgh+mv2
B.物體所受的合外力做功為mv2
C.人對物體做的功為mgh
D.人對物體做的功大于mgh

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質量為1kg的物體,從0. 2 m高處從靜止開始下落,空氣阻力不計,物體落到地面時的動能為:(g取10N/kg)
A.0. 2 JB.1 JC.2 JD.3 J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質量為m的物體,由靜止開始下落,由于阻力作用,下落的加速度為4g/5,在物體下落h的過程中,下列說法中正確的是:(     )
A.物體的動能增加了4mgh/5
B.物體的機械能減少了4mgh/5
C.物體克服阻力所做的功為mgh/5
D.物體的重力勢能減少了mgh

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