【題目】在水平向右的勻強(qiáng)電場中,有一絕緣直桿固定在豎直平面內(nèi),桿與水平方向夾角為53°,桿上A、B兩點(diǎn)間距為L。將一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電小球套在桿上,從A點(diǎn)以一定的初速度釋放后恰好沿桿勻速下滑。已知勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E= 。求:

(1)軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ

(2)從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過程中,小球電勢能的變化量。

(sin53°=0.8,重力加速度為g

【答案】(1)0.29(2)0.45 mgL

【解析】試題分析:對小球受力分析,受重力、電場力、摩擦力和彈力作用,根據(jù)平衡方程求出動摩擦因數(shù);根據(jù)功能關(guān)系求出電勢能的變化量。

(1)圓環(huán)的受力情況如圖所示

其中,電場力F=Eq

沿桿方向: mgsin53°= Eqcos53°+f

垂直于桿方向: Eqsin53°+ mgcos53°= N

得:f = mgsin53°- Eqcos53°=0.35mg

N= Eqsin53°+ mgcos53°=1.2 mg

根據(jù): 將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入解得:μ≈0.29

(2)克服電場力做功為:

帶電小球克服電場力做功,電勢能增加,增加量為0.45 mgL

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示兩足夠長且不計(jì)其電阻的光滑金屬軌道,如圖所示放置間距為d1 m,在左端斜軌道部分高h1.25 m處放置一金屬桿a斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接,在平直軌道右端放置另一金屬桿ba、b電阻Ra2 ΩRb5 Ω,在平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度B2 T現(xiàn)桿b以初速度v05 m/s開始向左滑動同時由靜止釋放桿a,a由靜止滑到水平軌道的過程中通過桿b的平均電流為0.3 A;從a下滑到水平軌道時開始計(jì)時a、b桿運(yùn)動速度-時間圖象如圖所示(a運(yùn)動方向?yàn)檎?/span>)其中ma2 kg,mb1 kgg10 m/s2,求:

(1)a在斜軌道上運(yùn)動的時間;

(2)a在水平軌道上運(yùn)動過程中通過其截面的電荷量;

(3)在整個運(yùn)動過程中桿b產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一氣缸豎直放在水平地面上,缸體質(zhì)量M10kg,活塞質(zhì)量m4kg,活塞橫截面積S2×103m2,活塞上面封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞下面與勁度系數(shù)k2×103N/m 的豎直輕彈簧相連,氣缸底部有氣孔O與外界相通,大氣壓強(qiáng)p01.0×105Pa.當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為127時,彈簧為自然長度,此時缸內(nèi)氣柱長度L120cm.g10m/s2,缸體始終豎直,活塞不漏氣且與缸壁無摩擦.

當(dāng)缸內(nèi)氣柱長度L224cm時,缸內(nèi)氣體溫度為多少?

缸內(nèi)氣體溫度上升到T0以上,氣體將做等壓膨脹,則T0為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某研究小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證動能定理。他們將兩光電門固定在力學(xué)軌道上,兩光電門之間的距離為l,質(zhì)量為M的小車與質(zhì)量為m的回形針通過細(xì)線和滑輪相連接(Mm),實(shí)驗(yàn)中用回形針拉動小車在軌道上運(yùn)動。如圖所示,記錄下小車通過兩光電門的時間分別為t1t2,測出擋光片的寬度為d,即可驗(yàn)證恒力做功的動能定理。

(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,研究小組通過選擇合適質(zhì)量的回形針,提高實(shí)驗(yàn)精度。研究小組選取122.9g的小車和不同質(zhì)量的回形針進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到如下表所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從表中數(shù)據(jù)看出,回形針的質(zhì)量越小,實(shí)驗(yàn)誤差____________

表:回形針質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)誤差的關(guān)系

(2)研究小組以小車為研究對象,在實(shí)驗(yàn)中不考慮摩擦影響,若能獲得等量關(guān)系式是____________(用t1t2、d、M、ml表示),即可驗(yàn)證恒力做功的動能定理。

(3)為進(jìn)一步減小實(shí)驗(yàn)誤差,研究小組繼續(xù)減少回形針質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差反而增大了。你認(rèn)為造成的原因是____________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧的一端固定在小球A上,另一端與小球B接觸但未連接,該整體靜止放在離地面高為H=5m的光滑水平桌面上。現(xiàn)有一小球C從光滑曲面上離桌面h=1.8m高處由靜止開始滑下,與小球A發(fā)生碰撞(碰撞時間極短)并粘在一起壓縮彈簧推動小球B向前運(yùn)動,經(jīng)一段時間,小球B脫離彈簧,繼續(xù)在水平桌面上勻速運(yùn)動一段時間后從桌面邊緣飛出。小球均可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,已知mA=2kg,mB=3kg,mC=1kg,g=10 m/s2。

求:(1)小球C與小球A碰撞結(jié)束瞬間的速度;

(2)小球B落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q以初速度v0從左端A點(diǎn)沿中心虛線射入正交的勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場區(qū)域,電場強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B粒子從C點(diǎn)以速度v(未知)射出,側(cè)移量為y不計(jì)粒子的重力,則下列說法中正確的是( )

A.軌跡AC是圓弧的一部分

B.速率v=

C.粒子通過復(fù)合場區(qū)域所用時間t

D.粒子在復(fù)合場區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的加速度大小恒為a||,方向時刻改變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】目前人類正在積極探索載人飛船登陸火星的計(jì)劃,假設(shè)一艘飛船繞火星運(yùn)動時,經(jīng)歷了由軌道變到軌道再變到軌道的過程,如圖所示,下列說法中正確的是( )

A.飛船沿不同軌道經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度均相同

B.飛船沿不同軌道經(jīng)過P點(diǎn)時的速度均相同

C.飛船在軌道上運(yùn)動時的機(jī)械能小于在軌道上運(yùn)動時的機(jī)械能

D.飛船在軌道上由Q點(diǎn)向P點(diǎn)運(yùn)動時,速度逐漸增大,機(jī)械能也增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如左圖所示,假設(shè)某星球表面上有一傾角為θ的固定斜面,一質(zhì)量為m的小物塊從斜面底端沿斜面向上運(yùn)動,其速度–時間圖象如右圖所示。已知小物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)為,該星球半徑為。引力常量,則下列正確的是

A.該星球的第一宇宙速度

B.該星球的質(zhì)量

C.該星球的自轉(zhuǎn)周期

D.該星球的密度

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【題目】2017年2月24日消息,日前,木星南極高清畫面曝光, 美國“朱諾”號永留錯誤軌道 “朱諾”號是第一艘使用太陽能為能源拜訪木星的探測器。2016年7月4日抵達(dá)木星,“朱諾”號被木星引力俘獲后,“朱諾”號進(jìn)入一個環(huán)繞周期為53.5天的大橢圓軌道,并繞木星運(yùn)行兩圈,這樣的軌道有助于“朱諾”號節(jié)省電力。“朱諾”號還會進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)入一個環(huán)繞周期為14天的橢圓軌道,之后便開始完全展開科學(xué)探測任務(wù)。已知引力常量G,下列說法正確的是

A.要使“朱諾”號被木星引力俘獲,進(jìn)入環(huán)繞木星的工作軌道,需要點(diǎn)火加速

B.“朱諾”號從周期為53.5天的大橢圓軌道變軌到環(huán)繞周期為14天的橢圓軌道,需要減速制動

C.若調(diào)整“朱諾”號繞木星做圓周運(yùn)動,并測出“朱諾”號繞木星做圓周運(yùn)動的軌道半徑和周期,就可以求出木星的質(zhì)量和密度

D.若調(diào)整“朱諾”號在木星表面附近繞木星做圓周運(yùn)動,測出“朱諾”號繞木星做圓周運(yùn)動的軌道周期,就可以求出木星的密度

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