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如图所示,在方向水平向右、大小为E=6×103 N/C的匀强电场中有一个光滑的绝...

如图所示,在方向水平向右、大小为E=6×103 NC的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面. 一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块甲和乙,甲的质量为m1=2×10-4 kg,带电量为q1=2×10-9 C,乙的质量为m2=1×10-4 kg,带电量为q2=-1×10-9 C. 开始时细绳处于拉直状态.由静止释放两滑块,t=3 s时细绳突然断裂,不计滑块间的库仑力,试求∶

(1)细绳断裂前,两滑块的加速度;

(2)在整个运动过程中,乙的电势能增量的最大值;

(3)当乙的电势能增量为零时,甲与乙组成的系统机械能的增量。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)绳断前,对甲和乙整体分析有:(2分)              (1分) (2)当乙向右运动的速度减为零时,乙的电势能增量最大.     绳断前,乙的位移为:         (1分) 绳断时,乙的速度为:              (1分) 绳断后对乙:             (2分)  乙减速运动的位移:          (1分) 由功能关系可得,乙的电势能增量为: (2分) (3)法一:分析可知,当乙回到出发点时,电场力对其做功为零,其电势能增量为零; 设从绳断至乙回到出发点用时为t1,则有:           代入数据可解得     (2分) 此段时间内,甲加速运动的位移为x3,即                  (1分)                         (1分) 由功能关系可知,电场力做功使系统机械能增加,故机械能增量为 (2分) 法二:分析可知,当乙回到出发点时,电场力对其做功为零,其电势能增量为零; 设从绳断至乙回到出发点用时为t1,则有:           代入数据可解得  此段时间内,甲加速运动的加速度为a1,即 末态时刻,甲、乙的速度分别为 故系统机械能增量为    【解析】略
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考点分析:
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)如图所示,在竖直方向上AB两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;BC两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上。用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知AB的质量均为mC的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度。求:

(1)斜面倾角α

(2)B的最大速度vBm

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如图甲所示,水平传送带的长度L=6 m,皮带轮以速度v顺时针匀速转动,现在一质量为1 kg的小物体(可视为质点)以水平速度v0A点滑上传送带,越过B点后做平抛运动,其水平位移为s,保持物块的初速度v0不变,多次改变皮带轮的速度v依次测量水平位移s,得到如图乙所示的s-v图象.

(1)当0<v≤l m/s时,物块在AB之间做什么运动?v≥7 m/s时,物块在AB之间做什么运动?

(2)物块的初速度v0多大?

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一物体在某一行星表面上做自由落体运动,在连续的两个1s内,下降的高度分别为12m和20m,若该星球的半径为180km,则环绕该行星的卫星的最小周期为多少?(不计空气阻力)

 

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与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,其结构如图甲所示,ab分别是光电门的激光发射和接收装置.当有物体从ab间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,l、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1t2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)用游标卡尺测量窄片K的宽度为d(已知l » d),光电门1,2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1t2,则窄片K通过光电门1的速度表达式v1=____________

(2)用米尺测量两光电门间距为l,则小车的加速度表达式a=___________

(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是:在__________________________________的情况下,调节长木板的倾角,轻推小车让其下滑,直至________________________________;

(4)实验中,有位同学通过测量,把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F,作出aF图线,如图丙中的实线所示.试分析:图线不通过坐标原点O的原因是_____________________;曲线上部弯曲的原因是_________________________.

 

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在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点间的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________________m/s(保留两位有效数字).

(2)从起点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能减小量ΔEP=___________J,动能的增加量

ΔE­k=_________________J(保留两位有效数字).

(3)即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验求得的ΔEp也一定略大于ΔEk,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因____________________________________________________________________________________

 

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