【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定絕緣軌道ABCDP,由半徑r0.5m的圓弧軌道CDP和與之相切于C點(diǎn)的水平軌道ABC組成,圓弧軌道的直徑DP與豎直半徑OC間的夾角θ37°,AB兩點(diǎn)間的距離d0.2m。質(zhì)量m10.05kg的不帶電絕緣滑塊靜止在A點(diǎn),質(zhì)量m20.1kg、電荷量q1×105C的帶正電小球靜止在B點(diǎn),小球的右側(cè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),F(xiàn)用大小F4.5N、方向水平向右的恒力推滑塊,滑塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間撤去該恒力,滑塊與小球發(fā)生彈性正碰,碰后小球沿軌道運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)恰好和軌道無(wú)擠壓且所受合力指向圓心。小球和滑塊均視為質(zhì)點(diǎn),碰撞過(guò)程中小球的電荷量不變,不計(jì)一切摩擦。取g10m/s2sin37°0.6,cos37°0.8.

(1)求撤去該恒力瞬間滑塊的速度大小v以及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;

(2)求小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小vPBC兩點(diǎn)間的距離x;

(3)若小球從P點(diǎn)飛出后落到水平軌道上的Q點(diǎn)(圖中未畫出)后不再反彈,求Q、C兩點(diǎn)間的距離L。

【答案】1)撤去該恒力瞬間滑塊的速度大小是6m/s,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是7.5×104N/C;(2)小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小是2.5m/sB、C兩點(diǎn)間的距離是0.85m。(3QC兩點(diǎn)間的距離為0.5625m。

【解析】

1)對(duì)滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有:Fdm1v2,

代入數(shù)據(jù)解得:v6m/s

小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí),受力如圖所示,由平衡條件得:qEm2gtanθ

解得:E7.5×104N/C。

2)小球所受重力與電場(chǎng)力的合力大小為:G

小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律有:Gm2

聯(lián)立①②,代入數(shù)據(jù)得:vP2.5m/s

滑塊與小球發(fā)生彈性正碰,設(shè)碰后滑塊、小球的速度大小分別為v1v2,

以向右方向?yàn)檎较,由?dòng)量守恒定律得:m1vm1v1+m2v2

由能量守恒得:

聯(lián)立③④,代入數(shù)據(jù)得:v1=﹣2m/s表示v1的方向水平向左),v24m/s

小球碰后運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理有:

qExrsinθ)﹣m2gr+rcosθ)=

代入數(shù)據(jù)得:x0.85m。

3)小球從P點(diǎn)飛出水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng),有:LrsinθvPcosθt

豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng),有:r+rcosθvPsinθt+gt2

聯(lián)立⑥⑦代入數(shù)據(jù)得:L0.5625m

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個(gè)質(zhì)量也為m的小球從槽高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始自由下滑(

A. 在下滑過(guò)程中,小球和槽之間的相互作用力對(duì)槽不做功

B. 在下滑過(guò)程中,小球和槽組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒

C. 被彈簧反彈后,小球和槽都做速率不變的直線運(yùn)動(dòng)

D. 被彈簧反彈后,小球能回到槽高h(yuǎn)處

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【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,在傳播方向上有P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們相距為0.8 m,當(dāng)t0時(shí),P、Q兩點(diǎn)的位移恰好是正最大值,t0.6 s末時(shí),P、Q兩點(diǎn)正好都處在平衡位置(波源的振動(dòng)周期大于0.6s),此時(shí)在Q點(diǎn)左側(cè),波峰與Q點(diǎn)的距離為λ/4,試求:

(1)若波由P傳至Q,波的周期;

(2)若波由Q傳至P,波的速度;

(3)若波由Q傳至P,從t0時(shí)開(kāi)始觀察,哪些時(shí)刻P、Q兩點(diǎn)正好處在平衡位置,并且波峰在P點(diǎn)的右側(cè),與P點(diǎn)的距離為λ/4

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為1.0×10-4kg的帶電小球,穿過(guò)一根光滑的絕緣桿,置于場(chǎng)強(qiáng)為2.0×102N/C的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,桿與水平面夾角為37°.小球剛好勻速下滑,問(wèn):

(1)小球帶的電量為多少?

(2)桿上A、B兩點(diǎn)相距10cm,小球由A運(yùn)動(dòng)至B電場(chǎng)力所做的功多大?A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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【題目】如圖所示,等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),它的頂點(diǎn)在x軸上且底邊長(zhǎng)為4L,高為L,底邊與x軸平行.紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為L的正方形導(dǎo)線框以恒定速度沿x軸正方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,在t=0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置.以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向,在下面四幅圖中能夠正確表示電流-位移(i-x)關(guān)系的是(  )

A. B.

C. D.

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【題目】如圖,電阻R和自感線圈L的電阻均比電燈D的小。接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,電燈D發(fā)光,則:

A. 在電路甲中,斷開(kāi)S,電燈D將馬上變暗

B. 在電路甲中,斷開(kāi)S,電燈D將先變得更亮,然后漸漸變暗

C. 在電路乙中,斷開(kāi)S,電燈D將漸漸變暗

D. 在電路乙中,斷開(kāi)S,電燈D將先變得更亮,然后漸漸變暗

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,當(dāng)條形磁鐵N極插入線圈時(shí),靈敏電流計(jì)指針向左偏。

1)仍使靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)的操作有______

AN極插入線圈后拔出時(shí) BS極插入線圈CS極插入線圈后拔出時(shí)

2)探究過(guò)程中,要使指針偏轉(zhuǎn)角度變大,下列方案可行的有______

A.增加線圈匝數(shù)B.減少線圈匝數(shù) C.增大插入速度D.減小插入速度

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【題目】如圖所示,空間中存在一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,且電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向相互垂直,在正交的電磁場(chǎng)空間中有一足夠長(zhǎng)的固定粗糙絕緣桿,與電場(chǎng)正方向成60°夾角且處于豎直平面內(nèi),一質(zhì)量為m,帶電量為q(q>0)的小球套在絕緣桿上,若小球沿桿向下的初速度為時(shí),小球恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知重力加速度大小為g,小球電荷量保持不變,則以下說(shuō)法正確的是

A. 小球的初速度

B. 若小球沿桿向下的初速度,小球?qū)⒀貤U做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng),最后停止

C. 若小球沿桿向下的初速度,小球?qū)⒀貤U做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng),最后停止

D. 若小球沿桿向下的初速度,則從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定過(guò)程中,小球克服摩擦力做功為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度實(shí)驗(yàn)中,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都使用________(填直流交流)電源.在我國(guó),電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為 ________

(2)如下圖為物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,圖中相鄰的點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交流50Hz的電源,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出D點(diǎn)時(shí),物體的速度大小為________ m/s,物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為________ m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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