如图(a),长度L=0.8 m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A,其电荷量;一质量m=0.02 kg,带电量为q的小球B套在杆上。将杆沿水平方向固定于某非匀强外电场中,以杆左端为原点,沿杆向右为轴正方向建立坐标系。点电荷A对小球B的作用力随B位置的变化关系如图(b)中曲线II所示,其中曲线Ⅱ在和范围可近似看做直线。求:(静电力常量)
(1)小球B所带电量q;
(2)非匀强外电场在处沿细杆方向的电场强度E的大小;
(3)在合电场中, 与之间的电势差U;
(4)已知小球在处获得的初速度时,最远可以运动到。若小球在处受到方向向右,大小为0.04 N的恒力作用后,由静止开始运动,为使小球能离开细杆,恒力作用的最小距离s是多少?
我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,如图所示,质量m=60kg的运动员从长直助滑道末端AB的A处由静止开始以加速度匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度,A与B的竖直高度差H=48m,为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1530J,取
(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力的大小;
(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。
水平地面上有质量分别为m和4m的物体A和B,两者与地面的动摩擦因数均为μ。细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与A相连,动滑轮与B相连,如图所示。初始时,绳处于水平拉直状态。若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g。求
(1)物块B克服摩擦力所做的功;
(2)物块A、B的加速度大小。
某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg。实验步骤如下:
(1)将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N-n个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s-t图像,经数据处理后可得到相应的加速度a。
(3)对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示;由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表。
n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
0.20 |
| 0.58 | 0.78 | 1.00 |
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a-n图像。从图像可以看出:当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比。
(5)利用a–n图像求得小车(空载)的质量为_______kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8 m·s–2)。
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是_______(填入正确选项前的标号)
A.a–n图线不再是直线
B.a–n图线仍是直线,但该直线不过原点
C.a–n图线仍是直线,但该直线的斜率变大
一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线) ( )
如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠竖直墙壁,今用水平力F将B球向左推压弹簧,静止平衡后,突然将F撤去。则( )
A.力F撤去的瞬间,B球的速度为零,加速度不为零
B.力F撤去的瞬间,A球的速度为零,加速度不为零
C.A离开墙壁后,A、B两球加速度始终大小相等
D.A刚离开墙壁的瞬间,B的加速度方向向右