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如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为...

如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d.MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布.),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v.已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g.求:
(1)C、O间的电势差UCO
(2)O点处的电场强度E的大小;
(3)小球p经过O点时的加速度;
(4)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度.

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要求解电势差,我们应该去想电势差与电场力做功的关系, 要求解电场力做功我们想到运用动能定理. 一个物理量的求解我们应该去找出与这个物理量有关的已知物理量,可以根据所求的物理量反向思考. 小球p经过O点时受力分析,根据电场强度的定义式求解电场强度. 对于变加速直线运动求速度,我们应该首选动能定理求解. 【解析】 (1)小球p由C运动到O时,由动能定理, 得:① ∴② (2)小球p经过O点时受力如图:由库仑定律得: 它们的合力为:③ ∴O点处的电场强度,④ (3)由牛顿第二定律得:mg+qE=ma⑤ ∴⑥ (4)小球p由O运动到D的过程,由动能定理得:⑦ 由电场特点可知:UCO=UOD⑧ 联立①⑦⑧解得:⑨ 答:(1)C、O间的电势差UCO是 (2)O点处的电场强度E的大小是; (3)小球p经过O点时的加速度是; (4)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度是.
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考点分析:
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如图所示,在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧轨道AB,轨道下端B与水平面BCD相切,BC部分光滑且长度大于R,C点右边粗糙程度均匀且足够长.现用手捏住一根长也为R、质量为m的柔软匀质细绳的上端,使绳子的下端与A点等高,然后由静止释放绳子,让绳子沿轨道下滑.重力加速度为g.求:
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(1)绳子前端到达C点时的速度大小;
(2)若绳子前端在过C点后,滑行s距离后停下,而且s>R,试计算绳子与粗糙平面间的动摩擦因数.
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辨析题:静止在水平地面上的木箱,质量为50kg,若用F=400N的水平恒力推它,可以在5s内使它移动s=50m.若用大小仍为400N、而方向与水平方向夹角为37°斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,使木箱能够到达50m远处,则拉力的作用时间最少是多少?(cos37°=0.8)
某同学是这样解的:当拉力水平时:由运动学公式,有s=manfen5.com 满分网即50=manfen5.com 满分网
由牛顿第二定律:F-μmg=ma1即400-μ×50×10=50×a1   ②
当拉力斜向上时:设加速度大小为a2
在水平方向由牛顿第二定律:Fcos37°-μmg=ma2   ③
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再由运动学公式,manfen5.com 满分网    ④
解得拉力作用的最少时间:manfen5.com 满分网
(1)这位同学解法是否有不大合理的地方?(回答“有”还是“没有”?)
(2)若有不合理的地方,请你指出这位同学错误步骤对应的序号,并说明理由.
(3)若有不合理的地方,请用你自己的方法算出正确结果.
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如图所示,这个装置可以作为火灾报警器使用;试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出响声.27℃时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面与导线下端的距离L2为10cm,管内水银柱的高度h为5cm,大气压强为75cmHg,则
(1)当温度达到多少摄氏度时,报警器会报警?
(2)若再往玻璃管内注入2cm长的汞柱,则该装置的报警温度为多少摄氏度?

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利用图示装置(2)可以测定油漆喷枪喷射油漆雾滴的速度.将直径D-0.40m的纸带环,安放在一个可以匀速转动的转台上,纸带上有一狭缝A,A的正对面有一条标志线.油漆喷枪放在开有狭缝B的纸盒里.转台以角速度u=2.5rad/s稳定转动后,开始喷漆.仅当狭缝A和B正对平行时,雾滴才能在纸带内侧留下痕迹.改变喷射速度重复实验,在纸带上留下了四个痕迹a、b、c、d.将纸带取下放在刻度尺下(如图(1)).空气阻力忽略不计,痕逊a对应雾滴的速度大小为______m/s,该喷枪喷出的雾滴的最大可能速度为______m/s.
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(1)为了研究平抛运动在水平方向的运动情况,甲同学设计了一个如图(1)所示的实验.将两个同样的倾斜轨道固定在同一竖直面内,其下端水平,滑道2与光滑水平板平滑连接,把两个相同的小钢球从斜面的同一高度由静止释放,发现小球1恰能击中小球2,改变斜槽1的高度,或同步改变两小球的释放位置新进行实验,结果依然可以击中,这说明______
(2)(多选)乙同学在研究平抛运动的轨道,实验装置如图(2)所示.关于这个实验,下列说法错误的是______
A.每次实验小球必须从同一高度静止释放,并且初始位置越高越好
B.斜槽必须光滑,末端必须水平
C.选用小球的质量大些,可供得更大的初速度
D.小球运动昧应与木板上的纸面相接触
(3)乙同学在实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动中的几个位置如图(3)中的a、b、c、d所示,则小球平抛初速度的计算式为______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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