【題目】如圖所示，輕質(zhì)支架ABO可繞水平軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，支架A端擱在水平地面上，BO與地面垂直，AB長(zhǎng)度為L，與水平地面夾角為θ=37．可看作質(zhì)點(diǎn)的帶正電小物塊P，質(zhì)量為m，帶電量為q，P與支架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，在運(yùn)動(dòng)過程中其電量保持不變．（sin37=0.6，cos37=0.8）

（1）給小物塊P一個(gè)初速度，使其從A端開始沿AB向上滑，求P滑到距A端多遠(yuǎn)時(shí)支架即將發(fā)生翻轉(zhuǎn)．

（2）把另一可看作質(zhì)點(diǎn)的帶正電小物塊W固定在支架的A端，小物塊P能靜止在AB的中點(diǎn)處，已知物塊P與AB間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，求小物塊W可能的帶電量Q．

（3）改變小物塊W的帶電量，將物塊P從B點(diǎn)由靜止釋放，P沿斜面剛好能到達(dá)AB的中點(diǎn)．求物塊P從斜面中點(diǎn)應(yīng)以多大的初速度v0上滑才能剛好到達(dá)B點(diǎn)（支架不會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)）．

【答案】（1） （2）≤Q≤ （3）

【解析】

（1）設(shè)當(dāng)物塊P滑到距A端為x時(shí)支架即將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。根據(jù)力矩平衡有

解得

（2）設(shè)小物塊W至少應(yīng)帶電量Qmin，此時(shí)物塊P受到最大靜摩擦力fm作用且方向由A指向B。根據(jù)物塊P的受力平衡有

解得

設(shè)小物塊W至多應(yīng)帶電量Qmax，此時(shí)物塊P受到最大靜摩擦力fm作用且方向由B指向A。根據(jù)物塊P的受力平衡有

解得

所以小物塊W可能的帶電量范圍是≤Q≤。

（3）設(shè)物塊P從B點(diǎn)沿斜面到達(dá)AB的中點(diǎn)過程中克服電場(chǎng)力做功W，由動(dòng)能定理有

根據(jù)對(duì)稱性，物塊P從斜面中點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)的過程電場(chǎng)力對(duì)其做功也為W，由動(dòng)能定理有

解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖中所示為電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在電場(chǎng)線上建立坐標(biāo)軸，坐標(biāo)軸上OB間各點(diǎn)的電勢(shì)分布如圖乙所示，則( )

A.在OB間，場(chǎng)強(qiáng)先減小后增大

B.在OB間，場(chǎng)強(qiáng)方向沒有發(fā)生變化

C.若一個(gè)負(fù)電荷從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其電勢(shì)能逐漸減小

D.若從O點(diǎn)靜止釋放一個(gè)僅受電場(chǎng)力作用的正電荷，則該電荷在OB間一直做加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)相同的閉合鋁環(huán)M、N套在一根光滑的絕緣水平桿上，螺線管的軸線與鋁環(huán)的圓心在同一直線上，閉合電鍵S后，向左快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片p，不考慮兩環(huán)間的相互作用力，則移動(dòng)滑片p的過程中（ ）

A. M、N環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離增大

B. M、N環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離減小

C. M、N環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離增大

D. M、N環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)做了著名的斜面實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中他將接近光滑的直木板槽傾斜固定，讓銅球從木板槽頂端沿斜面由靜止滑下，并用水鐘測(cè)量銅球每次下滑的時(shí)間，研究銅球的運(yùn)動(dòng)路程s和時(shí)間t的關(guān)系，伽利略得到的結(jié)論是s∝_____，若將此實(shí)驗(yàn)結(jié)論做合理外推，也可適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，其原因是銅球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度_____．

A.與銅球質(zhì)量成正比

B.與斜面傾角成正比

C. 隨斜面傾角的增大而增大

D. 不隨斜面傾角的變化而變化

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖（a）所示電路研究電源電動(dòng)勢(shì)一定時(shí)路端電壓隨電源內(nèi)電阻變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)所用電源內(nèi)阻可以在0.2Ω–1.2Ω之間連續(xù)變化．

（1）已知電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，改變電源內(nèi)阻，由計(jì)算機(jī)將得到的路端電壓U與相應(yīng)的電流I的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合的圖線如圖（b），則電路中的定值電阻R=__________Ω，實(shí)驗(yàn)過程中路端電壓U和內(nèi)阻r的關(guān)系是U=__________．

（2）現(xiàn)有L1“3V，3W”和L2“1.5V，0.75W”兩個(gè)燈泡，上述實(shí)驗(yàn)中所用到的內(nèi)阻可調(diào)電源4個(gè)，阻值為3Ω的定值電阻1個(gè)，阻值為1Ω的定值電阻2個(gè)，要求使兩個(gè)燈泡都正常工作且電路消耗的總功率最小，請(qǐng)你在以上器材中合理選擇，設(shè)計(jì)一個(gè)滿足以上要求的方案，將你所設(shè)計(jì)的電路圖畫在圖（c）中的方框內(nèi)_____，在圖中標(biāo)出燈泡L1、L2的位置及所選用的定值電阻阻值．在該方案中4個(gè)電源的總內(nèi)阻應(yīng)該調(diào)整為r總=________Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一束單色光入射到極限頻率為的金屬板K上，具有最大初動(dòng)能的某出射電子，沿垂直于平行板電容器極板的方向，從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零。已知電容器的電容為，帶電量為，極板間距為，普朗克常量為，電子電量的絕對(duì)值為，不計(jì)電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率，以下判斷正確的是（ ）

A.帶正電，B.帶正電，

C.帶負(fù)電，D.帶負(fù)電，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，R點(diǎn)在等勢(shì)面b上，據(jù)此可知（ ）

A.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度比在Q點(diǎn)的加速度小

B.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小

C.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)的動(dòng)能

D.三個(gè)等勢(shì)面中，c的電勢(shì)最高

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】靜電場(chǎng)在x軸上的場(chǎng)強(qiáng)E隨x的變化關(guān)系如圖所示，x軸正方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，帶正電的點(diǎn)電荷沿x軸運(yùn)動(dòng)，則點(diǎn)電荷（）

A.在x2和x4處電勢(shì)能相等

B.由x1運(yùn)動(dòng)到x3的過程中電勢(shì)能增大

C.由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中電場(chǎng)力先增大后減小

D.由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中速度先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsin ωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器．和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．當(dāng)滑片P向下滑動(dòng)過程中，下列說法正確的是

A.U1不變B.U2不變C.I1變大D.I2變大

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