【題目】如圖所示,空間有電場強(qiáng)度E=1. 0 103 V/m豎直向下的電場,長L=0.4 m不可伸長的輕繩一端固定于O點, 另一端系一質(zhì)量m=0.05 kg帶電q=510-4C的小球,拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放,當(dāng)小球運(yùn)動至O點的正下方B點時,繩恰好斷裂,小球繼續(xù)運(yùn)動并垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ=300,無限大的擋板MN上的C點.重力加速度g=10 m/ s2.試求:

(1)繩子能承受的最大拉力;

(2)A,C兩點的電勢差;

(3)當(dāng)小球剛要運(yùn)動至C點時,突然施加一恒力F作用在小球上,同時把擋板迅速水平向右移動3. 2 m,若小球仍能垂直打在檔板上,所加恒力F的方向的取值范圍.

【答案】(1)3N;(2)1600V;(3)恒力F與豎直向上的夾角α(以順時針為正)范圍為-15°≤α<150°

【解析】

試題分析:(1)A→B由動能定理及圓周運(yùn)動知識有:

(mg+qE)L=

F-(mg+qE)=

代入數(shù)據(jù)可解得:F=3N;vB=4m/s

(2)小球離開B點做類平拋運(yùn)動,到達(dá)C點時由水平方向速度保持不變有:

小球垂直撞在斜面上,故滿足vC=vB/sin30o=8m/s

根據(jù)動能定理有:W+WG=2qU=

代入數(shù)據(jù)可解得:U=1600V

(3)擋板向右移動3.2米,小球沿速度方向運(yùn)動了1.6米,若小球做減速運(yùn)動恰好垂直打到檔板,則a=v2/(2S)=20m/s2=2g,所以要求a≤2g,F(xiàn)≤2mg

設(shè)恒力F與豎直方向的夾角為α,作出小球的受力矢量三角形分析如圖所示∴α≤15°(如圖左斜向上)

若小球做勻速直線或勻加速直線運(yùn)動垂直打在檔板上,設(shè)恒力F與豎直向上方向的夾角為α,作出小球的受力矢量三角形分析如圖所示 0≤(α+θ)<180°

0°≤α<150°(如圖斜右下方)

綜上:恒力F與豎直向上的夾角α(以順時針為正)范圍為-15°≤α<150°

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在水平面上固定有平行長直金屬導(dǎo)軌ab、cd,bd端接有電阻R。導(dǎo)體棒ef垂直軌道放置在光滑導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌電阻不計。導(dǎo)軌右端區(qū)域存在垂直導(dǎo)軌面的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時刻,導(dǎo)體棒以速度v0從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動,經(jīng)過時間2t0開始進(jìn)入磁場區(qū)域,取磁場方向垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向,回路中順時針方向為電流正方向,則回路中的電流隨時間t的變化規(guī)律圖像可能是(  )

A. B.

C. D.

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【題目】關(guān)于物體做曲線運(yùn)動的條件,以下說法中正確的是(  )

A. 初速度不為零的質(zhì)點,受到與初速度的方向不在同一條直線上的外力作用

B. 質(zhì)點可以不受到外力作用

C. 質(zhì)點加速度的方向必須發(fā)生變化

D. 質(zhì)點受到的外力與加速度有一夾角

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,連接平行金屬板P1P2(板面垂直于紙面)的導(dǎo)線的一部分CD和另一連接電池的回路的一部分GH平行,CDGH均在紙面內(nèi),金屬板置于磁場中,磁場方向垂直紙面向里。當(dāng)一束等離子體射入兩金屬板之間時,CD段將受到力的作用,則 (  )

A. 等離子體從右方射入時,P1板電勢較高,CD受力方向背離GH

B. 等離子體從右方射入時,P2板電勢較高,CD受力方向指向GH

C. 等離子體從左方射入時,P2板電勢較高,CD受力方向背離GH

D. 等離子體從左方射入時,P1板電勢較高,CD受力方向指向GH

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為m的雨滴在下落過程中,加速度越來越小,最后雨滴將以某一速度勻速下降,在雨滴下降的過程中,下列說法中正確的是(  )

A. 雨滴受到的阻力恒定

B. 雨滴受到的阻力越來越大

C. 雨滴受到的阻力越來越小

D. 雨滴先做變加速運(yùn)動,再做勻速運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做用電流表和電壓表測電池的電動勢E(3V)和內(nèi)電阻r的實驗時,部分器材參數(shù)如下:電壓表(量程3V),電流表(量程0.6A),定值電阻R0(阻值為3Ω),滑動變阻器R(阻值約30Ω)。

(1)小紅按如圖甲所示的電路圖連接實物電路,在電路連接正確的情況下,當(dāng)她閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表沒有示數(shù),反復(fù)檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接完好,估計是某一元件斷路,因此她拿來多用電表檢查故障。她的操作如下:

a.?dāng)嚅_電源開關(guān)S;

b.將多用表選擇開關(guān)置于×1Ω擋,調(diào)零后,紅黑表筆分別接R兩端,讀數(shù)為30Ω

c.將多用表選擇開關(guān)置于×100Ω擋,調(diào)零后,將紅黑表筆分別接電壓表兩端,發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖乙所示,則所測阻值為____Ω,然后又將兩表筆接電流表兩端,發(fā)現(xiàn)指針位置幾乎不變。由以上操作可判斷發(fā)生斷路故障的元件是____(填元件名稱)。

(2)她設(shè)計的實驗電路中定值電阻R0的作用是(說出一條理由即可)___。

(3)請根據(jù)電路圖把實物圖丙沒完成的連線連接好_____。

(4)在更換規(guī)格相同的元件后,她改變滑動變阻器的阻值,測出了6組對應(yīng)的數(shù)據(jù)并在圖象上描點如圖丁所示,請在圖丁中繼續(xù)完成圖象;并根據(jù)圖象可得該電池的電動勢E____V,電池內(nèi)阻r____Ω(小數(shù)點后保留兩位數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于速度的表述中,表示平均速度的是

A. 蘋果落地時的速度 B. 足球被踢飛時的速度

C. 海豚躍出水面時的速度 D. 小明騎自行車從家到學(xué)校的速度

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【題目】如圖甲所示,長為4m的水平軌道AB與半徑為R=06m的豎直半圓弧軌道BCB處相連接,有一質(zhì)量為1kg的滑塊(大小不計),從A處由靜止開始受水平向右的力F作用,F的大小隨位移變化關(guān)系如圖乙所示,滑塊與AB間動摩擦因數(shù)為025,與BC間的動摩擦因數(shù)未知,取g =l0m/s2。求:

1)滑塊到達(dá)B處時的速度大小;

2)滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動前2m過程中所需的時間;

3)若滑塊到達(dá)B點時撤去力F,滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑,并恰好能達(dá)到最高點C,則滑塊在半圓軌道上克服摩擦力所做的功是多少。

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【題目】(18分)一個平板小車置于光滑水平面上,其右端恰好和一個光滑圓弧軌道AB的底端等高對接,如圖所示。已知小車質(zhì)量M=3.0kg,長L=2.06m,圓弧軌道半徑R=0.8m,F(xiàn)將一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊,由軌道頂端A點無初速釋放,滑塊滑到B端后沖上小車;瑝K與小車上表面間的動摩擦因數(shù)。(取g=10m/s2)試求:

滑塊到達(dá)B端時,軌道對它支持力的大;

小車運(yùn)動1.5s時,車右端距軌道B端的距離;

滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。

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