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(12分)如图所示,半径R = 0.8 m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某...

(12分)如图所示,半径R = 0.8 m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动圆心OA点的连线与竖直成一角度θ,在A点时小球对轨道的压力FN=120 N,此时小球动能最大若小球的最大动能比最小动能多32 J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力)则:

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⑴小球的最小动能是多少?

⑵小球受到重力和电场力的合力是多少?

⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在0.04 s后的动能与它在A点时的动能相等,求小球的质量

 

1)小球的最小动能是8 J;(2)小球受到重力和电场力的合力是20 N;(3)小球的质量为0.01 kg。 【解析】 试题分析:小球在电场和重力场的复合场中运动,因为小球在A点具有最大动能,所以复合场的方向由O指向A,在AO延长线与圆的交点B处小球具有最小动能EkB。设小球在复合场中所受的合力为F,则有 FN-F=m 即: 带电小球由A运动到B的过程中,重力和电场力的合力做功,根据动能定理有: -F•2R = EkB-EkA = -32 由此可得:F = 20 N,EkB=8 J 即小球的最小动能为8 J ,重力和电场力的合力为20 N. ⑶带电小球在B处时撤去轨道后,小球做类平抛运动,即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动,在垂直于BA方向上做匀速运动。由题意知,小球经0.04 s时在复合场合力方向上发生的位移是2R,设小球的质量为m,则 2R = t2 得m == 0.01 kg。 考点:动能定理
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考点分析:
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(10分)如图所示,跨过轻质定滑轮的细绳两端,一端连接质量为m的物体A,另一端通过一轻质弹簧与质量为M的物体B连接,B物体静止在地面上,用手托着A物体,在A距地面高h处时,细绳刚好被拉直、弹簧无形变。今将A物体从h高处无初速释放,A物体恰好能到达地面,且A到达地面时,B物体对地面的压力恰好减为零。已知重力加速度为g,弹簧的弹性势能与劲度系数k、弹簧的伸长量x的关系是:E=满分5 manfen5.comkx2两个物体均可视为质点,不计绳子和滑轮的质量不计滑轮轴上的摩擦力和空气阻力。问:

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(1)A、B两物体的质量之比为多少?

(2)现将A、B两物体的初始位置互换,再让B物体从h高处无初速释放,当A物体刚要离开地面时,B物体的速度是多少?

 

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(8分)物体在距某一行星表面某一高度的O点由静止开始做自由落体运动,依次通过A、B、C三点,已知AB段与BC段的距离相等,均为24 cm,通过AB与BC的时间分别为0.2 s与0.1 s,若该星球的半径为180 km,则环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为多少?

 

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(8分) 有两个人要把质量m=1000 kg的货物装进离地h=1 m高的卡车车厢内。他们找来L=5 m的斜面,但没有其他任何工具可用。假设货物在水平地面上和此斜面上滑动时所受摩擦阻力恒为货物重力的0.12倍,两个人的最大推力各为800 N

1)通过分析说明俩人能否将货物直接推进车厢?

2)请你帮助他们设计一个可行的方案,使俩人用最大推力能将货物推进车厢。并详细证明之。(g10 m/s2

 

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(9分)如图所示,小灯泡L1(4 V、1.6 W),小灯泡L2(6 V、3.6 W),滑动变阻器R1(010 、0.5 A),滑动变阻器R2(020 、1.5 A),以及电源E(=9 V、r=0)和开关S各一只,导线若干。

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(1)设计一个电路,要求在电路中L1和L2均正确发光,在方框中画出设计的电路图;

(2)按设计要求在如图所示实物中连线。

 

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(5分)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变

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(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=________mm.

(2)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将滑块从A位置由静止释放,测量A位置到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的________;

 

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