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如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平...

如图所示,BCDG是光滑绝缘的manfen5.com 满分网圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为manfen5.com 满分网mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.

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(1)滑块从A点由静止释放后,电场力和摩擦力做功,根据动能定理求解到达C点时速度. (2)滑块到达C点时,由电场力和轨道作用力的合力提供向心力,根据向心力公式求出轨道的作用力; (3)求出重力和电场力的合力的大小和方向,电荷恰好经过等效最高点点时,由重力和电场力的合力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律列式求出等效最高点的速度,即为滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度. 【解析】 (1)设滑块到达C点时的速度为v, 从A到C过程,由动能定理得:qE•(s+R)-μmg•s-mgR= 由题,qE=mg,μ=0.5,s=3R 代入解得,vC= (2)滑块到达C点时,由电场力和轨道作用力的合力提供向心力,则有    N-qE=m 解得,N=mg (3)重力和电场力的合力的大小为F== 设方向与竖直方向的夹角为α,则tanα==,得α=37° 滑块恰好由F提供向心力时,在圆轨道上滑行过程中速度最小,此时滑块到达DG间F点,相当于“最高点”,滑块与O连线和竖直方向的夹角为37°,设最小速度为v,     F=m 解得,v= 答:(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为. (2)在(1)的情况下,滑块到达C点时受到轨道的作用力大小是2.5mg; (3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小是.
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考点分析:
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如图所示,一质量为m=2kg的滑块从半径为R=0.2m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下,A点和圆弧对应的圆心O点等高,圆弧的底端B与水平传送带平滑相接.已知传送带匀速运行速度为v=4m/s,B点到传送带右端C点的距离为L=2m.当滑块滑到传送带的右端C时,其速度恰好与传送带的速度相同.(g=10m/s2)求:
(1)滑块到达底端B时对轨道的压力;
(2)滑块与传送带问的动摩擦因数μ;
(3)此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q.

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A.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,标记拉力方向时,要用铅笔紧靠细绳沿绳移动铅笔画出
B.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,作出弹力和弹簧长度的关系图象也能求弹簧的劲度系数
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A.电压表(0~5V,内阻约为10kΩ)
B.电流表(0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电流表(0~3A,内阻约为0.1Ω)
D.滑动变阻器(0~10Ω,2A)
E.滑动变阻器(0~1kΩ,0.1A)
F.学生电源(直流6V),还有开关、导线若干
①实验中所用电流表应选用______,滑动变阻器应选用______
②实验时要求尽量减少实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,应选用图甲中______图所示电路进行实验.
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③某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图乙所示),若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是______W.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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