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如图所示,在E=1×103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨QPN与...

如图所示,在E=1×103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电q=10-4‑C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5m处,取g=10m/s2,求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v向左运动?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?

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(1)小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q时,由重力和电场力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求出物块通过Q点的速度.滑块从开始运动到达Q点过程中,重力做功为-mg•2R,电场力做功为-qE•2R,摩擦力做功为-f•x,根据动能定理求解初速度v. (2)滑块通过P点时,以滑块为研究对象,轨道的支持力提供滑块的向心力,根据动能定理求出滑块通过P点时的速度大小,由牛顿运动定律求解滑块通过P点时对轨道的压力. 【解析】 (1)设小球到达Q点时速度为v,小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q时,则有    滑块从开始运动到达Q点过程中,由动能定理得 -mg•2R-qE•2R-μ(mg+qE)x=-  联立两式并代入数据解得:v=m/s (2)设滑块到达P点时速度为v',则从开始运动到P点过程: -μ(qE+mg)x-(mg+qE)R=- 又在P点时: 代入数据,解得FN=0.6N 根据牛顿第三定律得知,滑块通过P点时对轨道的压力大小为FN′=FN=0.6N. 答: (1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,滑块应以m/s的初速度v向左运动. (2)滑块通过P点时对轨道的压力是0.6N.
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考点分析:
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已知人和雪橇的总质量m=75kg,沿倾角θ=37°且足够长的斜坡向下滑动,滑动时雪橇所受的空气阻力f1与速度v成正比,比例系数(即空气阻力系数)k未知,从某时刻开始计时,测得雪橇运动的v-t图线如图中的曲线AC所示,图中BC是平行于Ot轴的直线,且与AC相切于C点,AD是过A点所作的曲线AC的切线,且A的坐标为(0,5),D点的坐标为(4,15),由v-t图的物理意义可知:v-t图线上每点所对应的物体运动的加速度在数值上等于通过该点切线的斜率,已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2
(1)试说明雪橇的运动情况.(先做什么运动?加速度的大小怎样变化?速度的大小怎样变化?后来做什么运动)
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I.做匀变速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电电源的频率是50Hz,由纸带上打出的某一点开始,每点剪下一段纸带,按如图1所示,每一条纸带下端与x轴相重合,在左边与y轴平行,将纸带粘在坐标系中,求:(计算结果保
留小数点后面三位数字)
(1)所剪的这0.6s内的平均速度是______m/s;
(2)物体运动的加速度是______m/s2
II.因为手边没有天平,小王同学思考如何利用一已知劲度系数为k的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量,他从资料上查得弹簧的弹性势能manfen5.com 满分网为弹簧形变量)后,设计了如图2实验:将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端紧靠小球,弹簧原长时小球恰好在桌边,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放弹簧,小球飞出后落在水平地面上,测出桌高h以及落点到桌边沿的水平距离s.
(1)请你推导出小球质量的表达式:______
(2)如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素,
那么小球质量的测量值将______(填“偏大”、“偏小”或“准确”).
III.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中
(1)备有如下器材.
A.干电池2节;B.滑动变阻器(0~20Ω)
C.滑动变阻器(0~1kΩ)D.电压表(0~3V);
E.电流表(0~0.6A)F.电流表(0~3A)
G.开关、导线若干
其中滑动变阻器应选______,电流表应选______.(只填器材前的序号)
(2)为了最大限度地减小实验误差,请在虚线框中(图3)画出该实验最合理的电路图.manfen5.com 满分网
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物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB,用水平拉力F拉物体A、B,所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示,则有( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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