【題目】如圖(a), O、 NP 為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn), ∠NOP37°, OP 中點(diǎn)處固定一電量為 q120×10-8C 的正點(diǎn)電荷, M 點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧。 MN 是一光滑絕緣桿,其中 ON長(zhǎng)為 a1m,桿上穿有一帶正電的小球(可視為點(diǎn)電荷),將彈簧壓縮到 O 點(diǎn)由靜止釋放,小球離開彈簧后到達(dá) N 點(diǎn)的速度為零。沿 ON 方向建立坐標(biāo)軸(取 O 點(diǎn)處 x0),圖(b)中圖線分別為小球的重力勢(shì)能和電勢(shì)能隨位置坐標(biāo) x 變化的圖像,其中 E0124×10-3JE1192×10-3J, E262×10-4J。(靜電力恒量 k90×109N·m2/C2,取 sin37°06, cos37°08,重力加速度 g10m/s2

1)求電勢(shì)能為 E1時(shí)小球的位置坐標(biāo) x1和小球的質(zhì)量 m;

2)已知在 x1處時(shí)小球與桿間的彈力恰好為零,求小球的電量 q2;

3)求小球釋放瞬間彈簧的彈性勢(shì)能 E

【答案】10.32m;1×10-3kg22.56×10-6C;(35.38×10-3J

【解析】試題分析:(1)勢(shì)能為E1時(shí),距M點(diǎn)的距離為:x1=acos37°cos37°=032a=032m

x1處重力勢(shì)能為:E1=mgx1sin37°

2)在x1處,根據(jù)受力分析可知,

其中:r=x1tan37°=024a

帶入數(shù)據(jù)得:

3)根據(jù)能量守恒有:mga sin37°+E2-E0=E

帶入數(shù)據(jù)得:E=538×10-3J

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】兩個(gè)力大小分別為2N和4N,作用方向在同一直線上,則它們的合力大小可能( )

A. 0 B. 6N C. 7N D. 8N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,不變形、足夠長(zhǎng)、質(zhì)量為m1=0.2kg的“U”形金屬導(dǎo)軌PQMN放在絕緣水平桌面上,QP與MN平行且距離d=1m,Q、M間導(dǎo)體電阻阻值R=4Ω,右內(nèi)側(cè)緊靠?jī)晒潭ń^緣小立柱1、2;光滑金屬桿KL電阻阻值r=1Ω,質(zhì)量m2=0.1kg,垂直于QP和MN,與QM平行且距離L=0.5m,左側(cè)緊靠?jī)晒潭ń^緣小立柱3、4。金屬導(dǎo)軌與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,其余電阻不計(jì)。從t=0開始,垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖乙所示。

(1)求在整個(gè)過程中,導(dǎo)軌受到的靜摩擦力的最大值fmax;

(2)如果從t=2s開始,給金屬桿KL水平向右的外力,外力對(duì)金屬桿作用的功率保持不變?yōu)镻0=320W,桿到達(dá)最大速度時(shí)撤去外力,求撤去外力后QM上產(chǎn)生的熱量QR=?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小球m在豎直放置的內(nèi)壁光滑的圓形細(xì)管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則( )

A. 小球通過最高點(diǎn)的最小速度為v

B. 小球通過最高點(diǎn)的最小速度為零

C. 小球通過最高點(diǎn)時(shí)一定受到向上的支持力

D. 小球通過最低點(diǎn)時(shí)一定受到外管壁的向上的彈力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)從O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,則質(zhì)點(diǎn)的速度( )

A. x方向始終勻速,則y方向先加速后減速

B. x方向始終勻速,則y方向先減速后加速

C. y方向始終勻速,則x方向先減速后加速

D. y方向始終勻速,則x方向先加速后減速

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是

A. 水平拋出的運(yùn)動(dòng)就是平拋運(yùn)動(dòng) B. 平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

C. 平拋運(yùn)動(dòng)的初速度越大,物體下落得越快 D. 平拋運(yùn)動(dòng)的速度方向一直在改變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】嫦娥四號(hào)探月過程時(shí),把一塊礦石從月球運(yùn)到地球,則礦石所受重力與質(zhì)量的變化是(  )

A. 重力變小,質(zhì)量變大 B. 重力變大,質(zhì)量變大

C. 重力不變,質(zhì)量不變 D. 重力變大,質(zhì)量不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為四旋翼無人機(jī),它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器,目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用.一架質(zhì)量m=2kg的無人機(jī),其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=36N,運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小恒為f=4Ng10m/s2

1)無人機(jī)在地面上從靜止開始,以最大升力豎直向上起飛.求在t=5s時(shí)離地面的高度h;

2)當(dāng)無人機(jī)懸停在距離地面高度H=100m處,由于動(dòng)力設(shè)備故障,無人機(jī)突然失去升力而墜落.求無人機(jī)墜落地面時(shí)的速度v;

3)在無人機(jī)墜落過程中,在遙控設(shè)備的干預(yù)下,動(dòng)力設(shè)備重新啟動(dòng)提供向上最大升力.為保證安全著地,求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)時(shí)間t1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(12分)下表是在北京西與長(zhǎng)沙區(qū)間運(yùn)行的T1/T2次列車運(yùn)行時(shí)刻表。假設(shè)列車準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)和準(zhǔn)點(diǎn)開出,且做直線運(yùn)動(dòng)。求:(結(jié)果保留一位小數(shù),單位均以km/h表示)

北京西

長(zhǎng)沙

(T1次)

自北京西起

里程(km)

站名

北京西

長(zhǎng)沙

(T2次)

17:00

0

北京西

08:14

23:29–23:35

690

鄭州

01:40–01:39

05:01–05:09

1 226

武昌

20:12–20:04

07:12–07:18

1 441

岳陽

17:58–17:56

08:38

1 588

長(zhǎng)沙

16:36

(1)列車從長(zhǎng)沙開出到達(dá)武昌的平均速度大;

(2)列車從鄭州開出到達(dá)岳陽的平均速度大;

(3)T1次列車在05:05時(shí)的速度大小和全程的平均速度大小。

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