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如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,A点与圆心O等高,B、C点处于...

如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为m、电荷量为+q的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度manfen5.com 满分网(g为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力.
(1)求小球在圆管内运动过程受到圆管的压力.
(2)求小球刚离开A点瞬间对圆弧轨道的压力.
(3)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.

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(1)小球在圆管内运动过程由受力分析求解受到圆管的压力 (2)根据运动学公式求出离开A点瞬间速度,根据牛顿第二定律求出轨道对小球的弹力. (3)小球能沿轨道到达C点,小球由P运动到C,根据动能定理表示出C点速度,根据牛顿第二定律表示出轨道对小球的弹力进行判断. 【解析】 (1)由受力分析得: 小球受到圆管的压力 N=qE                                    ① 即N=mg,方向水平向左                                    ② (2)离开A点瞬间,设小球速度为v,有v2=2gR③ 根据受力分析,设轨道对小球的弹力N1,有 ④ 联立以上两式可得⑤ 则小球对轨道的压力为,方向水平向左                     ⑥ (3)设小球能沿轨道到达C点,小球由P运动到C,根据动能定理有⑦ 在C点,由受力分析有⑧ 联立以上两式,整理得: N2=0                                                     ⑨ 假设成立,小球恰能沿轨道到达C点                        ⑩ 答:(1)小球在圆管内运动过程受到圆管的压力是mg,方向水平向左. (2)小球刚离开A点瞬间对圆弧轨道的压力为,方向水平向左. (3)小球恰能沿轨道到达C点.
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考点分析:
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如图所示,长L=1.2m、质量M=3kg的木板放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1kg、带电荷量q=+2.5×10-4 C的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104 N/C的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8N.取g=10m/s2,斜面足够长.设图示位置木板和物块的速度均为零.试求:
(1)物块离开木板时木板获得的动能;
(2)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能.

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在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:
(1)实验中动能的增加量应略    (选填“大于”、“小于”或“等于”)重力势能的减少量,其主要原因是   
A.重物下落的实际距离大于测量值     B.重物下落的实际距离小于测量值
C.重物下落受到阻力                 D.重物的实际末速度大于计算值
(2)甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带,他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm.那么应该选用    同学的纸带最为理想,一定存在操作误差的同学是    ,可能的错误原因是   
(3)如图所示,有一条纸带,各点距A点的距离分别为d1,d2,d3,…,各相邻点间的时间间隔为T,当地重力加速度为g.要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒,则B点的速度表达式为vB=    ,G点的速度表达式为vG=    ,若B点和G点的速度vB、vG及BG间的距离h均为已知量,则当满足    时,物体的机械能守恒.
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“探究动能定理”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.
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①关于该实验,下列说法正确的是______
A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4~6V
B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.
②图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm,OB=7.12cm,OC=8.78cm,OD=10.40cm,OE=11.91cm,.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=______m/s.
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A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x轴正方向
C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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