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如图所示,摆长为L的不可伸长绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m,带电荷...

如图所示,摆长为L的不可伸长绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m,带电荷量为+q小球,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中,场强大小为E=mg/q,小球的平衡位置在C点,开始时让小球位于与O点同一水平高度的A点,且摆线拉直,然后无初速释放摆球,当小球经过O点正下方B点(图中未画出)的瞬间,因受细线的拉力作用,速度的竖直分量突变为0,水平分量不变.求:
(1)小球到达最低时速度的大小及方向.
(2)小球到达C点时细线对小球拉力的大小.(用m、g、L表示计算结果)

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(1)粒子受到的重力等于电场力,两个力的合力与水平方向成45度,故粒子做初速度为零的匀加速直线运动;对从A到最低点过程运用动能定理列式求解即可; (2)小球在经过最低点B的瞬间,因受线的拉力作用,其速度的竖直分量vy突变为零,水平分量vx没有变化;从最低点到C点过程运用动能定理列式求出速度,再根据牛顿第二定律列式求解拉力. 【解析】 (1)小球由A点沿着直线做初速度为零的匀加速运动到达O点正下方的B点.由动能定理得: 解得 方向与竖直方向成45°角. (2)小球在经过最低点B的瞬间,因受线的拉力作用,其速度的竖直分量vy突变为零,水平分量vx没有变化 vx=vcos45°= 小球在经过最低点B后做圆周运动到达C,OC与竖直方向的夹角为45° qEL•sin45°-mgL(1-cos45°)= 根据牛顿第二定律,有 解得 答:(1)小球到达最低时速度的大小为,方向与竖直方向成45°角; (2)小球到达C点时细线对小球拉力的大小.
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考点分析:
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C.电流表A1(量程0~3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~100Ω,0.6A)
F.变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.电池组E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)
H.开关S,导线若干
(1)为减小实验误差,电流表应选用______,电压表应选用______(填序号).
(2)为减小实验误差,应选用图1中______[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图.
(3)按所选择的电路原理图把图2中的实物图用线连接起来.

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拉力F/N510152025
伸长量x/cm1.63.24.76.48.0
(1)请在图2所示坐标系中作出F-x;图象.
(2)由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=______N/m.

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河水的流速与离河岸的关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间关系如图乙所示,若船以最短时间渡河,则下列判断正确的是( )
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A.小球释放后,到达最低点D时速度最大
B.小球释放后,第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5:1
C.小球释放后,到达B点时速度为零,并在BDA间往复运动
D.小球释放后,第一次和第二次经过最高点C时对管壁的压力之比为1:1且方向相同
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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