【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平臺(tái)左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧,一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg、電量的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球,小球從水平臺(tái)右端A點(diǎn)飛出,恰好能無(wú)碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點(diǎn),并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度h=0.45m,傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長(zhǎng)為L=2.0m,帶電小球與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過(guò)光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連,在C點(diǎn)沒(méi)有能量損失,所有軌道都絕緣,運(yùn)動(dòng)過(guò)程小球的電量保持不變。只有過(guò)山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)。(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2)求:
(1)被釋放前彈簧的彈性勢(shì)能
(2)要使小球不離開(kāi)軌道(水平軌道足夠長(zhǎng)),豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
【答案】(1)0.32J(2)或
【解析】試題分析:釋放彈簧后彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能.先根據(jù)小球從A到B平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程,求出小球到B點(diǎn)時(shí)豎直分速度,由速度的分解求出到A點(diǎn)的速度,即可根據(jù)機(jī)械能守恒求解被釋放前彈簧的彈性勢(shì)能;要使小球不離開(kāi)軌道,有兩種情況:第一種情況:是恰好過(guò)豎直圓軌道最高點(diǎn)時(shí),先由牛頓第二定律和向心力知識(shí)求出到最高點(diǎn)的速度,再由動(dòng)能定理求解軌道半徑.第二種情況:小球恰好到豎直圓軌道最右端,由動(dòng)能定理求解軌道半徑。
(1)小球從A到B平拋運(yùn)動(dòng):
帶入數(shù)據(jù)解得:
在B點(diǎn)時(shí)速度關(guān)系為:
解得:
被釋放前彈簧的彈性勢(shì)能:
(2)在B點(diǎn)時(shí)的速度為:
從B到C根據(jù)動(dòng)能定理得:
解得:
好過(guò)豎直圓軌道最高點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律:
從C到圓軌道最高點(diǎn):
因?yàn)椋?/span>qE=0.4N=mg
聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得:
恰好到豎直圓軌道最右端時(shí):
帶入數(shù)據(jù)解得:
要使小球不離開(kāi)軌道,豎直圓弧軌道的半徑或。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩個(gè)圓1和2外切,它們的圓心在同一豎直線上,有三塊光滑的板,它們的一端搭在墻上,另一端搭在圓2的圓周上,三塊板都通過(guò)兩圓的切點(diǎn),A在圓周上,B在圓內(nèi),C在圓外,從ABC三處同時(shí)靜止釋放一個(gè)小球,它們都沿光滑板運(yùn)動(dòng),則最先到達(dá)圓2的圓周上的球是
A. 從A處釋放的球
B. 從B處釋放的球
C. 從C處釋放的球
D. 同時(shí)到達(dá)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】帶有等量異號(hào)電荷、相距10cm的平行板A和B之間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示。電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.0×104V/m,方向向下。電場(chǎng)中C點(diǎn)距B板3cm,D點(diǎn)距A板2cm。
(1)若令A板接地,C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)、分別是多少?C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于多少?
(2)一個(gè)電子從C點(diǎn)先移到P點(diǎn),再移到D點(diǎn),靜電力做了多少功?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,木板P下端通過(guò)光滑鉸鏈固定于水平地面上的O點(diǎn),物體A、B疊放在木板上且處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)物體B的上表面水平,F(xiàn)使木板P繞O點(diǎn)緩慢旋轉(zhuǎn)到虛線所示位置,物體A、B仍保持靜止,與原位置的情況相比( )
A. A對(duì)B的作用力減小
B. B對(duì)A的支持力減小
C. 木板對(duì)B的支持力減小
D. 木板對(duì)B的摩擦力增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B、C、D是勻強(qiáng)電場(chǎng)中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn),已知A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為, , ,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 把電荷量為的正點(diǎn)電荷從B點(diǎn)經(jīng)C移到A點(diǎn),電場(chǎng)力做功為
B. A、C兩點(diǎn)的連線方向即為電場(chǎng)線方向
C. D點(diǎn)的電勢(shì)為15V
D. 把一個(gè)電子從B點(diǎn)移到D點(diǎn),電場(chǎng)力做功可能為0
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一帶正電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),其“速度—時(shí)間”圖象如圖所示。分析圖象后,下列說(shuō)法正確的是( )
A. A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于C處的電場(chǎng)強(qiáng)度
B. B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)一定都為零
C. 粒子在A處的電勢(shì)能大于在C處的電勢(shì)能
D. A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差大于B、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】試驗(yàn)中測(cè)量小燈泡伏安特性曲線和測(cè)量金屬絲電阻率中,均要用到滑動(dòng)變阻器。測(cè)量小燈泡的伏安特性曲線中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用______(選填“限流式”或“分壓式”)接法,測(cè)量金屬絲的電阻率時(shí),一般選用滑動(dòng)變阻器的______(選填“限流式”或“分壓式”)接法。
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