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半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘,共轴固定连接在一...

半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘,共轴固定连接在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量m=0.1kg的小球A,小圆盘上绕有细线,细线的另一端与放在光滑绝缘水平桌面上的带电小物块B水平相连,物块B的质量M=0.12kg,带电量为q=1.0×10-4C,处于水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=104N/C.整个系统在如图所示位置处于静止平衡状态,此时OA连线与竖直方向的夹角为θ.求:
(1)夹角θ的大小.
(2)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A位于转轴O的正下方由静止释放,当圆盘转过45°角时物块B运动的速度多大?
(3)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A重新回到转轴O的正下方,改变电场强度大小使其为E后由静止释放系统,物块B向左运动的最大距离s=manfen5.com 满分网,则电场强度E多大?

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(1)对圆盘研究,受到细线的拉力和物块B的重力,由力矩平衡条件列方程求解. (2)对系统研究,小球A位于转轴O的正下方由静止释放后,拉力做正功,物块重力做负功,根据动能定理求出物块B运动的速度. (3)物块B向左运动的最大距离s=,确定圆盘转过的最大角度,再运用动能定理求解. 【解析】 (1)对物块B:T=qE=1.0×10-4×104N=1.0N        对圆盘,由力矩平衡T•r=mg•2rsinθ        得,θ=30° (2)对整个系统,由动能定理得     代入数据,解得v=0.28m/s (3),圆盘转过的最大角度     对整个系统,由动能定理qE•=mg•2r(1-cos)    解得E==9.55×103N/C 答:(1)夹角θ的大小为30°.     (2)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A位于转轴O的正下方由静止释放,当圆盘转过45°角时物块B运动的速度为0.28m/s.     (3)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A重新回到转轴O的正下方,改变电场强度大小使其为E后由静止释放系统,物块B向左运动的最大距离s=,电场强度E为9.55×103N/C.
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考点分析:
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如图所示,一位质量m=60kg参加“挑战极限”的业余选手,要越过一宽度为s=2.5m的水沟,跃上高为H=2.0m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变、同时脚蹬地,人被弹起,离地时重心高h=0.8m,到达最高点时杆处于竖直,人的重心在杆的顶端.运动过程中空气阻力可忽略不计.(取g=10m/s2
(1)第一次试跳,人恰能到达最高点,则人在B点离开地面时的速度v1是多少?
(2)第二次试跳,人在最高点放开杆水平飞出,在空中作抛物线运动(水平方向为匀速,竖直方向为自由下落)恰好趴落到平台边缘,则人在最高点飞出时速度v2至少多大?
(3)设在第二次试跳中,人跑到B点时速度大小为vB=8m/s,求人在B点蹬地弹起瞬间,至少应做多少功?

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(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)在0~6s内物体运动平均速度的大小.

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宇航员在绕地球做圆周运动的空间站内研究处于完全失重状态下弹簧振子的周期T与振子质量m的关系.
身边的器材有:弹簧、完全相同的螺帽若干个、天平、秒表、刻度尺、温度计等.
(1)宇航员利用上述器材中的螺帽和弹簧连接组成弹簧振子,为完成实验,还应从中选择的一个器材是______
(2)某次实验测量的数据记录如下表:
螺帽的数量n(个)12345
30次全振动的时间t(s)13.4019.2023.2126.8330.01
振动周期T(s)0.450.640.770.891.00
为了得出T与m的关系,他先研究T与n的关系,并采用作图的方法处理实验数据.他以螺帽的个数n为横坐标得出一条倾斜直线,那么他是以______为纵坐标的.由表中数据,在图示坐标系中作出该直线.
(3)根据作出的图线,得出T与n的关系式为T=______

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太阳能是一种清洁、绿色能源.在上海举办的2010年世博会上,大量使用了太阳能电池.太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能;在没有光照时,可以视为一个电学器件.某实验小组通过实验,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性.所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流传感器,电压传感器,滑动变阻器R,开关S及导线若干.
(1)为了描绘出完整的I-U特性曲线,在图1中A处接______传感器,B处接______传感器,并将图(a)连成完整的实验电路图.
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(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图(b)的I-U图象,图中PQ为过P点的切线.由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻______(选填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为______Ω.
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(1)该同学将观察到的实验现象记录如下表,在表中部分记录缺失,请补充完整.
实验次数P中电流方向磁场方向P的运动方向
1
2
3
(2)某次实验中闭合电键后,金属棒P不动,可能的原因是:______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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