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如图所示,PABCD是固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中PA是竖直轨道,ABC...

如图所示,PABCD是固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中PA是竖直轨道,ABCD是半径为R的圆弧轨道,两轨道在A点平滑连接.B、D分别为圆轨道的最低点和最高点,B、D连线是竖直直径,A、C连线是水平直径,P、D在同一水平线上.质量为m、电荷量为+q的小球从轨道上P点静止释放,运动过程中电荷量保持不变,重力加速度为g.
(1)小球运动到B点时,轨道对小球的作用力有多大?
(2)当小球运动到C点时,突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场,电场强E=manfen5.com 满分网,结果小球运动到点D后水平射出,经过一段时间碰到了轨道的Q点,
求:Q点与P点间的距离s.

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(1)根据机械能守恒求出在B点的动能,再根据牛顿第二定律,在最低点沿半径方向上的合力提供向心力,求出轨道对小球的作用力. (2)对小球P到D点,重力不做功,只有电场力做功,根据动能定理求出D点的速度.类平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动,根据水平方向求出运动的时间,根据牛顿第二定律求出加速度,从而求出竖直方向上的位移,即为Q点与P点间的距离s. 【解析】 (1)小球从P点运动到B点过程,根据机械能守恒定律得 mg•2R=mvB2   在B点,根据牛顿定律得NB-mg=m    由以上两式解得轨道对小球的作用NB=5mg (2)小球从P点运动到D点过程,由动能定理得 qER=mvD2   小球离开D点后做类平抛运动,设Q点在轨道PA上. 水平方向上做匀速运动,有 R=vDt  竖直方向上做匀加速运动,mg-qE=ma  y=at2  E=代入,由以上各式解得y=. 由y<R,因此碰在轨道PA上,即Q点与P点的距离s=y=.
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考点分析:
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如图所示,在光滑的水平桌面上放一个长为L、质量为M的长木板,将一质量为m的物块(可视为质点)放在长木板最右端.已知物块与木板之间的动摩擦因数为μ,系统处于静止状态.现要采用下面两种方法将木板从物块下面抽出来:
(1)给木板施加水平向右的恒力,作用时间t,此时刻木板刚好被抽出,求水平恒力的大小.
(2)给木板施加一个水平向右的瞬时冲量,使木板刚好被抽出,求水平冲量的大小.

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某实验小组在实验室用如图甲所示的装置来研究加速度和有关能量的问题.
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(1)为了尽可能减少摩擦力的影响,计时器最好选用(填“电磁”或“电火花”)______式打点计时器,同时需要将长木板的右端垫高(即平衡摩擦力,下面实验均有此步骤),直到在没有沙桶拖动下,小车拖动纸带穿过计时器时能______
(2)同学A采用图示甲的装置来研究小车运动的加速度和某时刻的速度,在此实验中,此同学先接通计时器的电源,再放开纸带,沙和沙桶的总质量m=80g,小车的质量M=2kg,如图乙是打出的一条纸带,O为起点,A、B、C、D、E为过程中的五个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图所示,则小车的加速度为a=______m/s2,打C点时小车的速度为vC=______ m/s.(保留2位有效数字)
(3)同学B若用此实验装置来验证沙和沙桶以及小车组成的系统机械能守恒,以OC段的运动为例(设OC的距离为hC),其实验数据应满足的关系式是______.(用本题的符号表示,不要求计数结果)
(4)同学C采用图示甲的装置研究小车的动能,根据实验数据若绘出了△v2----S图线(其中△v2=v2-v2,即末速度、初速度的平方差),图线应是一条______,根据图线可获得的结论是______
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一矿区的重力加速度偏大,某同学“用单摆测定重力加速度”实验探究该问题,实验装置图如图a.
(1)使用两根长度相等的摆线,一端连接小球(直径1cm),两摆线另一端固定在铁架台的水平横杆上,用最小分度为毫米的刻度尺测得一根摆线的长度为995.8mm,摆线的两固定点的距离为200.0mm,用游标10格且总长为19mm的游标卡尺测得摆球的直径如图b所示,摆球的直径为
______mm.
(2)把摆球从平衡位置拉开一个小角度(小于5)由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,将光电门固定在小球的平衡位置,当小球第一次通过光电门开始计时,下一次经过时计时结束,光电门计时器记录下了时间t1,多次将摆球从前后两方向释放重复实验,记录下相邻两次通过平衡位置的时间tn,求出其平均值为1.001s,测得当地的重力加速度为______m/s2.(保留3位有效数字)
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点电荷A、B是带电量为Q的正电荷,C、D是带电量为Q的负电荷,它们处在一个矩形的四个顶点上.它们产生的静电场的等势面如虚线,在电场中对称地有一个正方形路径abcd(与ABCD共面).如图实线,O是正方形与矩形的中心,则下列说法正确的是( )
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A.取无穷远处电势为零,则O点电势等于零
B.b、d两点场强相等,b点的电势高于d点的电势
C.将电子沿正方形路径a→d→c移动,电场力先做负功,后做正功
D.将电子沿正方形路径c→b→a移动,电场力先做负功,后做正功
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“六十甲子”是古人发明用来计时的方法,也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法.某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型.两个“0”字型圆的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度低于入口A.已知BC是“0”字型的一条竖直方向的直径,D点是左侧“0”字型上的一点,与圆心等高,A比C高R,当地的重力加速度为g,则小球在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
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A.如果是光滑小球,在D点处,塑料管的左侧对小球的压力4mg
B.如果是光滑小球,小球一定能从E点射出
C.如果是不光滑小球,且能通过C点,此处塑料管对小球的作用力小于mg
D.如果是不光滑小球,小球不可能停在B点
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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