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如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直平面内,管口B、C的连...

如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直平面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球进入管口开始,整个空间突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g.求:
(1)小球到达B点的速度大小;
(2)小球受到的电场力的大小和方向;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.

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(1)小球下落过程只有重力做功,根据机械能守恒定律列式求解; (2)小球从B到C过程,只有电场力做功,根据动能定理列式;小球离开C点后,竖直方向做匀速运动,水平方向做加速运动,根据平抛运动的知识列式求解; (3)小球经过C点时,电场力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式即可. 【解析】 (1)小球从开始下落到管口B,机械能守恒: 解得 故到达B点速度大小. (2)设电场力的竖直向上分力为Fy,水平分力为Fx,则Fy=mg 从B到C,由动能定理:---------------① 小球从管口C到A,做类平抛,竖直方向匀速运动  y=4R=VC•t----------② 水平方向做匀加速运动   -----③ 由①②③得Fx=mg 故电场力大小 方向与水平向左成45斜向上. (3)球在管口C处由牛顿定律: 得N=3mg 故球对管得压力为N′=3mg,方向水平向右.
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考点分析:
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如图甲所示,水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮,跨过定滑轮的质量不计的绳(绳承受拉力足够大)两端分别连接物块A和B,A的质量为m,B的质量m是可以变化的,当B的质量改变时,可以得到A加速度变化图线如图乙所示,不计空气阻力和所有的摩擦,A加速度向上为正.
(1)求图乙中a1、a2和m1的大小.
(2)若m=0.8kg,m=1.2kg,AB开始都在离水平地面H=0.5m处,由静止释放AB,且B着地后不反弹,求A上升离水平地面的最大高度.(g取10m/s2
(3)根据牛顿定律和运动学规律,证明在A和B未着地或与滑轮接触时,AB系统机械能守恒.

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如图所示,A是地球的同步卫星.另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转角速度为ω,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心.
(1)描述A、B卫星有以下物理量:①线速度②受到的地球引力③角速度④动能⑤加速度⑥周期;试将可比较大小关系的物理量列出,并写出比较关系式;
(2)求卫星B的运行周期.

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如图所示,一根重G=0.2N、长L=0.5m的均匀金属棒ab,将此通电导体放入匀强磁场中,导体两端a、b悬挂于两完全相同的弹簧下端,当导体中通以I=2A的电流时,两根弹簧比 原长各缩短了△x=0.01m.已知弹簧的劲度系数k=10N/m,匀强磁场的方向水平向外.
(1)试分析比较安培力F与重力G大小关系;
(2)指出导线中电流的方向;
(3)计算磁感应强度B的大小.

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①用伏特表、安培表测定电池电动势和内阻实验,采用的是下列______电路图.
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②某同学将manfen5.com 满分网测得的数值逐一描绘在坐标纸上,再根据这些点分别画出了图线a与b,你认为比较合理的是图线______(填a或b).
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③根据该图线得到电源电动势的大小是______V;内阻是______Ω(结果保留两位小数).
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manfen5.com 满分网为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学采用实验装置如图甲所示.
(1)其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的高度差为h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为    ;测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为    ;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒.(已知当地重力加速度大小为g)
(2)具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h(h>>d);
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在开始端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,vi2)数据;
H.将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是    (填步骤前的字母);计算小铁块经过光电门的速度表达式v=   
(3)若v2-h图线满足条件    ,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒. 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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