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(10分)有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内,在其圆心处固定一带正...

(10分)有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内,在其圆心处固定一带正电的点电荷,现有一质量为m,带电量也为正电(其电量远小于圆心处的电荷,对圆心处电荷产生的电场影响很小,可忽略)的小球A,圆心处电荷对小球A的库仑力大小为F。开始小球A处在圆轨道内侧的最低处,如图所示。现给小球A一个足够大的水平初速度,小球A能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动。

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(1)小球A运动到何处时其速度最小?为什么?

(2)要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动,小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件?

 

(1)小球运动到轨道最高点时速度最小,理由见解析 (2) 【解析】 试题分析:(1)小球运动到轨道最高点时速度最小       2分 在圆心处电荷产生的电场中,圆轨道恰好在它的一个等势面上,小球在圆轨道上运动时,库仑力不做功,当小球运动到圆轨道最高处时,其重力对它做的负功最多,此时速度最小。     2分 (2)在最低点,小球受到的电场力F与重力mg方向相同,小球不会脱离轨道。 在最高点,小球受到的电场力F与重力mg方向相反,当时,在最高点小球也不会脱离轨道。此时,小球在最高点的速度v应满足:v>0        (1)        1分 小球从圆轨道最底处运动到最高处的过程中由动能定理得:       (2)      1分 由二式解得: 这就是在条件下,小球在最低点速度应满足的条件。      1分 在最高点,当时,小球在最高点的速度v 应满足:   (FN为轨道对小球的支持力)  (3)       1分       (4)     1分 由(2)、(3)和(4)可得:  这就是在条件下,小球在最低点速度应满足的条件。       1分 考点:静电场、动能定理、牛顿第二定律
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考点分析:
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(10分)有一个边长为L=1.6m的正方形桌子,桌面离地高度为h=1.25m。一个质量为满分5 manfen5.com的小物块可从桌面正中心满分5 manfen5.com点以初速v0=3m/s沿着与OA成370的方向在桌面上运动直至落地。设动摩擦因数为μ=0.25 ,取g=10m/s2,求

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(1)物块离开桌面时速度是多少?

(2)物块落地的速度是多少?(可用根式表示)

(3)物块落地点到桌面中心满分5 manfen5.com点的水平距离是多少?

 

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(10分)如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=370,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10N,刷子的质量为m=0.5kg,刷子可视为质点,刷子与板间的动摩擦因数满分5 manfen5.com=0.5,天花板长为L=4m,取g=10m/s2,试求:

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(1)刷子沿天花板向上的加速度。

(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。

 

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如下图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50Hz交流电.小车的质量为m1,小盘(及砝码)的质量为m2

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(1)下列说法正确的是_______。

A.为平衡小车与水平木板之间摩擦力,应将木板不带滑轮的一端适当垫高,在挂小盘(及砝码)的情况下使小车恰好做匀速运动

B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力

C.本实验中要满足m2应远小于m1的条件

D.在用图像探究加速度与质量关系时,应作满分5 manfen5.com图像

(2)实验中,得到一条打点的纸带,如右图所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则计算小车加速度的表达式为a=                     满分5 manfen5.com

(3)某同学在平衡好摩擦力后,保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如右图所示,若牛顿第二定律成立,重力加速度g=10m/s2,则小车的质量为______kg,小盘的质量为______kg。(二个结果都保留两位有效数字)

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(4)如果砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增加,会趋近于某一极限值,此极限值为_____ m/s2

 

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某同学做了一次较为精确的测定匀加速直线运动的加速度的实验,实验所得到的纸带如右图所示。设0点是计数的起始点,两计数点之间的时间间隔为0.1s。则第一个计数点与0点的距离s1应为       cm,物体的加速度a =           m/s2

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在《探究求合力的方法》实验中,某同学首先将白纸固定在方木板上、将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.然后沿着两个不同的方向拉弹簧测力计,如图所示,夹角约为900,这时必须在白纸上记下两拉力的大小和方向,还必须记下                ,其中右图中B弹簧测力计的读数为           N。接着,用其中一个弹簧测力计去拉该橡皮筋时,该实验能否顺利进行下去吗?请说明理由               

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