【題目】如圖,水平方向的勻強電場中,有一半徑為r的光滑絕緣豎直圓軌道,電場方向與軌道平面平行.a、b為軌道內(nèi)側上與圓心等高的兩點。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的小球從b點由靜止釋放,恰能到達軌道的最低點.已知重力加速度為g.
(1)求電場強度的大小E;
(2)若在b點給小球一豎直向下的初速度,使小球能沿軌道做完整的圓周運動,則初速度v0至少多大?
(3)若將小球從a點由靜止釋放,求經(jīng)過b點時小球對軌道壓力的大小Nb(設小球碰到軌道后不會彈起).
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1) 由題知小球從b點由靜止釋放,恰能到達軌道的最低點,這個過程由動能定理得:
mgR=qER,.
(2)帶電小球在復合場中受力如圖:
因為qE=mg,等效重力mg=mg,,等效重力加速度g=g,=,要使小球能沿軌道做完整的圓周運動,設在在等效最高點速度為v有:mg=m
小球從b點到等效最高點由動能定理得:-qEr(1+)-mgrcos=m-m
可解得:
(3)若將小球從a點由靜止釋放,設到b點時速度為v,小球從a到b由動能定理有:
2qEr=m
在b點有:Nb-qE=m
解得:Nb=5mg
根據(jù)牛頓第三定律,小球對軌道壓力的大小也是5mg,方向水平向右
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【題目】如圖所示,實線為方向未知的三條電場線,從電場中M 點以相同速度飛出a、b 兩個帶電粒子,運動軌跡如圖中虛線所示,則( )
A. a 一定帶正電,b 一定帶負電
B. a 的速度將減小,b 的速度將增大
C. 兩個粒子的動能一個增加一個減小
D. a 的加速度將減小,b 的加速度將增大
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【題目】甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上勻速運動,設向右為正方向,甲質(zhì)點的速度為2 m/s,乙質(zhì)點的速度為-4 m/s,則可知( )
A.乙質(zhì)點的速度大于甲質(zhì)點的速度
B.因為+2>-4,所以甲質(zhì)點的速度大于乙質(zhì)點的速度
C.這里的正、負號的物理意義是表示運動的方向與規(guī)定正方向的關系
D.若甲、乙兩質(zhì)點同時由同一點出發(fā),則10 s后甲、乙兩質(zhì)點相距60 m
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【題目】(多選題)一含有光電管的電路如圖甲所示,乙圖是用a、b、c光照射光電管得到的I﹣U圖線,Uc1、Uc2表示截止電壓,下列說法正確的是( 。
A. 甲圖中光電管得到的電壓為正向電壓
B. a、b光的波長相等
C. a、c光的波長相等
D. a、c光的光強相等
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【題目】《驗證機械能守恒定律》實驗裝置如圖甲所示,某實驗小組正確完成了一系列實驗操作后,得到了一條圖乙所示的打點紙帶,選取紙帶上某個清晰的點標為O,然后每兩個打點取一個計數(shù)點,分別標為1、2、3、4、5、6,用刻度尺量出計數(shù)點1、2、3、4、5、6與O點的距離h1、h2、h2、h3、h4、h5、h6.
(1)已知打點計時器的打點周期為T,可求出各個計數(shù)點時刻對應的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6,其中v3的計算式為v3=________。
(2)若重錘的質(zhì)量是m,取打點O時刻重錘位置為重力勢能的零勢能點,分別算出各個計數(shù)點時刻對應重錘的勢能Epi和動能Eki,計數(shù)點3時刻對應重錘的勢能Ep3=________;接著在E-h坐標系中描點作出如圖丙所示的Ek-h和Ep-h變化圖線;求得Ek-h圖線斜率是k1,Ep-h圖線斜率是k2,則k1、k2關系為_________時機械能守恒.
(3)關于上述實驗,下列說法正確的是_______
A.實驗中必須用天平測出重錘的質(zhì)量m
B.為了減小紙帶阻力和空氣阻力的影響,重錘質(zhì)量應該適當大些
C.若實驗紙帶上打出點被拉長為短線,應適當調(diào)高電源電壓
D.圖丙Ek-h圖線中,計數(shù)點1對應的描點偏差較大,可能是長度測量誤差相對較大引起的
(4)關于該實驗操作你還能提出哪些注意事項(至少1條)_________________________
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【題目】(單選)帶電粒子僅在電場力作用下,從電場中a點以初速度v0進入電場并沿虛線所示的軌跡運動到b點,如圖所示,實線是電場線,關于粒子,下列說法正確的是( 。
A. 在a點的加速度大于在b點的加速度
B. 在a點的電勢能小于在b點的電勢能
C. 在a點的速度小于在B點的速度
D. 電場中a點的電勢一定比b點的電勢高
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【題目】如下圖所示,在絕緣的光滑水平面上有A、B兩個點電荷,A帶正電,B帶負電,電荷量都是q,它們之間的距離為d.為使兩電荷在電場力作用下都處于靜止狀態(tài),必須在水平方向加一個勻強電場.求:兩電荷都處于靜止狀態(tài)時,A、B連線的中點處場強大小和方向.(已知靜電力常數(shù)為k)
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【題目】如圖所示,導熱性能良好的氣缸開口向上,用輕質(zhì)活塞封閉有一定質(zhì)量體積為的氣體,外界大氣壓強為P0,環(huán)境溫度為T0,輕質(zhì)活塞橫截面積為S,與氣缸之間的摩擦不計。現(xiàn)在活塞上面放一質(zhì)量為m的物塊,活塞緩慢下移,并最終靜止在某一位置。重力加速度為g。求:
(1)活塞靜止時,離氣缸底端的距離是多少?
(2)如果拿掉物塊,要保持活塞位置不變,環(huán)境溫度需要改變到多少?氣缸吸熱還是放熱?
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【題目】如圖所示,一個截面是三角形的物體P平放在水平地面上,它的兩個斜面與水平的夾角分別為α、β,且α<β,P的頂端裝有一定滑輪,一輕質(zhì)細繩跨過定滑輪后連接A、B二個質(zhì)量相等的滑塊,連接后細繩與各自的斜面平行,所有接觸面都不計摩擦,重力加速度大小為g.
(1)若P固定不動,求A、B的加速度大。
(2)若P向右做勻加速運動,加速度多大時能使A、B與斜面不發(fā)生相對滑動.
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