如图(甲)所示,在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中存在着一半径为R的圆形区域,O点为该圆形区域的圆心,A点是圆形区域的最低点,B点是圆形区域最右侧的点。在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强方向向右的正电荷,电荷的质量为m、电量为q,不计电荷重力、电荷之间的作用力。
(1)某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于P点,如图(甲)所示,,求该电荷从A点出发时的速率。
(2)若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD,如图(乙)所示,C、D分别为接收屏上最边缘的两点,,求该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能。
滑水运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明:在进行滑水运动时,水对滑板的作用力FN方向垂直于板面,大小为kv2(其中v为滑板速率、水可视为静止)。如图所示在某次运动中,滑板在水平牵引力的作用下做匀速直线运动,此时滑板与水面的夹角θ=37°,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg。(g=10m/s2,sin37°=0.6,忽略空气阻力)
(1)水平牵引力的大小。
(2)滑板速率;
(3)水平牵引力的功率。
如图所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验。图(甲)为实验装置简图,图中A为小车,B为打点计时器,C为装在砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得。
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
小车加速度a/m·s 2 | 1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 |
小车质量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 |
4.00 | 3.50 | 3.00 | 2.5 | 2.00 | 1.40 | 1.00 | 0.60 |
(1)图(乙)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),根据图中的数据求出小车加速度大小为 m/s2;
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示。根据表中数据,在图坐标纸中作出F不变时a与1/m的图像;从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是 。
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(丙)所示,该图线不通过坐标原点,其主要原因是 。
与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况时常用的计时仪器,如图(甲)所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置。现利用如图(乙)所示的装置验证“机械能守恒定律”。方法是:在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平放置的气垫导轨上,通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连,连接好1、2两个光电门,在图示位置释放滑块后,光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2。已知滑块(含遮光板)质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L、当地的重力加速度为g。
(1)计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为v1= v2= (用题目中给定的字母表示)
(2)本实验中验证机械能守恒的表达式为 (用题目中给定的字母表示)。
如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点),A和B距轴心O的距离分别为rA=R,rB=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm,两物块随着圆盘转动始终与圆盘保持相对静止。则圆盘转动的角速度从0逐渐增大的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.B所受合外力大于A所受合外力
B.A受到的摩擦力一直指向圆心
C.B受到的摩擦力一直指向圆心
D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为
如图所示,倾角为30°的斜面体置于水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的滑轮O(可视为质点)。A的质量为m,B的质量为4m,开始时,用手托住,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动,将A由静止释放,在其下摆过程中斜面体始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前,下列说法正确的是 ( )
A.物块B受到摩擦力一直沿着斜面向上
B.物块B受到摩擦力先减小后增大
C.绳子的张力一直增大
D.地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右