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如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接.在过圆心O的水...

如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接.在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场.现有一质量为m,电量为+q的小球从水平轨道上A、点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方,如图.小球可视为质点,小球运动到C点之前电量保持不变,经过C点后电量立即变为零).已知A、B间距离为2R,重力加速度为g.在上述运动过程中,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小球在圆轨道上运动时的最大速率:

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(1)对小球从A到C过程运用动能定理列式;小球从C平抛运动到P过程,对水平和竖直分运动分别根据位移公式列式; (2)小球在圆弧右下段某个位置速度最大,根据动能定理求出速度的一般表达式,然后根据数学知识求最大值; 【解析】 (1)设电场强度为E, 小球过C点时速度大小为vc, 小球从A到C由动能定理: qE•3R-mg•2R= 小球离开C点后做平抛运动到P点: R= 2R=vct 联立方程解得: E= 即电场强度E的大小为 (2)设小球运动到圆周D点时速度最大为v, 此时OD与竖直线OB夹角设为α, 小球从A运动到D过程, 根据动能定理: qE(2R+Rsinα)-mgR(1-cosα)=mv2 即:mv2=mgR(sinα+cosα+1) 根据数学知识可得, 当α=45°时动能最大    由此可得:vm= 答:(1)电场强度E的大小为; (2)小球在圆轨道上运动时的最大速率为
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考点分析:
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如图所示,倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接.现将一滑块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放,最终停在水平面上的C点.已知A点距水平面的高度h=0.8m,B点距C点的距离L=2.0m.(滑块经过B点时没有能量损失,g=10m/s2),求:
(1)滑块在运动过程中的最大速度;
(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ;
(3)滑块从A点释放后,经过时间t=1.0s时速度的大小.

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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
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(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为______mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为______Ω.
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R;电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω);
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω);电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A);开关S;导线若干.
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=______Ω•m.(保留2位有效数字)
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“探究动能定理”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.关于该打点计时器实验,下列说法中正确的是______
A.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.
B.当小车速度达到最大时,橡皮筋处于伸长状态,小车在两个铁钉的连线处
C.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度
D.应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度.

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利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度,某次实验取得的纸带记录如图所示,电源频率是50Hz,图中所标的是每隔4个点所取的计数点,由图中给出数据计算加速度约为______m/s2.(结果保留两位有效数字.)

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如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球,整个装置以水平向右的速度v匀速运动,沿垂直于磁场的方向进入方向水平的匀强磁场,由于水平拉力F的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中,关于小球运动的加速度a、沿竖直方向的速度vy、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象分别如下图所示,其中正确的是( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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