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如图所示,在E = 103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直...

如图所示,在E = 103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R = 40cm,一带正电荷q = 10-4C的小球质量为m = 40g,与水平轨道间的动摩擦因数 = 0.2,取g = 10m/s2,现要使小球恰能运动到圆轨道的最高点C,求:

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(1)小球应在水平轨道上离N点多远处释放?

(2)小球通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)

(3)小球经过C点后最后落地,落地点离N点的距离;

(4)小球落地时的速度。

 

(1)20m (2)1.5N (3)0.6m(4)方向与竖直方向成. 【解析】 试题分析:(1)设滑块与N点的距离为L,分析滑块的运动过程,由动能定理可得, qEL-μmgL-mg•2R=mv2-0 小滑块在C点时,重力提供向心力,所以 代入数据解得 v=2m/s,L=20m. (2)滑块到达P点时,对全过程应用动能定理可得,qE(L+R)-μmgL-mg•R=mvP2-0 在P点时由牛顿第二定律可得, 解得N=1.5N 由牛顿第三定律可得,滑块通过P点时对轨道压力是1.5N. (3)小滑块经过C点,在竖直方向上做的是自由落体运动, 由2R=gt2可得滑块运动的时间t为, 滑块在水平方向上只受到电场力的作用,做匀减速运动,由牛顿第二定律可得 qE=ma,所以加速度 a=2.5m/s2, 水平的位移为 x=vt-at2 代入解得 x=0.6m. (4)滑块落地时竖直方向的速度的大小为vy=gt=10×0.4m/s=4m/s, 水平方向的速度的大小为 vx=v-at=2-2.5×0.4=1m/s, 落地时速度的大小为 方向与竖直方向成. 考点:动能定理;牛顿第二定律的应用 【名师点睛】此题是力学综合题,考查牛顿第二定律及动能定理的应用;题中涉及到的物体的运动的过程较多,对于不同的过程要注意力做功数值的不同,特别是在离开最高点之后,滑块的运动状态的分析是本题中的难点,一定要学会分不同的方向来分析和处理问题.  
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考点分析:
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质量为M,倾角为30°的光滑斜面静止在粗糙的水平地面上,斜面上两个质量分别为为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接,现对小球B施加一水平向左的拉力F使A、B及斜面一起向左做匀速直线运动,.已知弹簧的原长为L0,求:

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(1)此时弹簧的长度L;

(2)水平拉力F的大小;

(3)粗糙地面与斜面体间的动摩擦因素μ.

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甲乙两个质点都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两个质点的加速度大小不变,乙的加速度大小是甲的3倍;在接下来的相同时间间隔内,甲的加速度大小增加为原来的3倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的满分5 manfen5.com。求甲乙两质点各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。

 

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如图所示的装置,可用于探究恒力做功与速度变化的关系。水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验首先保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力,再进行后面的操作,并在实验中获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离s。

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(1)实验需用螺旋测微器测量挡光板的宽度d,如图所示,d=________ mm

(2)某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),砝码盘和砝码的质量为满分5 manfen5.com,已知重力加速度为g,则对该小车,实验要验证的表达式是_________

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如图是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带.

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(1)打点计时器电源频率为50Hz. A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点,F点由于不清晰而未画出.试根据纸带上的数据,推测F点在刻度尺上的位置,其读数应记为______cm。算出F点对应的速度大小为vF=______m/s(计算结果保留两位有效数字)

(2)请根据纸带上的数据,作出的v-t图象

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(3)根据图象,可得t=0时的速度vA=______ m/s,加速度a=______m/s2(计算结果保留两位有效数字

 

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小白用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”。其部分实验操作如下,请完成下列相关内容:

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a.在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O;

b.卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧称将弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的     及两弹簧称相应的读数。图中B弹簧称的读数为       N;

c.小白在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图所示,请你用作图工具在图中坐标纸上作出FA、FB的合力F′;

d.已知钩码的重力,可得弹簧所受的拉力F如图所示,

e.最后观察比较F和F′,得出结论。

 

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