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如图所示,绝缘直杆长为L=2m,与水平面成30°角放置,一端固定一个电荷量为Q=...

如图所示,绝缘直杆长为L2m,与水平面成30°角放置,一端固定一个电荷量为Q=+2.0×105C的点电荷,中间有孔的两个滑块AB(可看作质点)套在绝缘杆上,两滑块与绝缘杆间的动摩擦因数相等。滑块 B所带电荷量为q=+4.0×105C,滑块A不带电,AB之间绝缘,AB的质量分别为0.80kg0.64 kg。开始时两滑块靠在一起保持静止状态,且此时AB与直杆间恰无摩擦力作用。为使A沿直杆始终做加速度为a1.5m/s2的匀加速直线运动,现给A施加一沿直杆向上的力F,当A向上滑动0.2m后,力F的大小不再发生变化。A运动到绝缘杆顶端时,撤去外力F(静电力常量k9.0×109N·m2/C2g10 m/s2)求:

(1)开始时未施加力F,滑块B与直杆底端点电荷之间的距离

(2)滑块与直杆间的动摩擦因数

(3)A向上滑动0.2m的过程中库仑力做的功为1.2J,在A由静止开始到运动至绝缘杆顶端的过程中,力FA做的总功。

 

(1)1.0 m; (2 ;(3)6.05 J 【解析】(1)A、B处于静止状态时,与杆之间无摩擦力作用。设B与点电荷间距离为L1, 则库仑斥力 以A、B整体为研究对象,根据平衡条件得: 联立解得: (2)给A施加力F后,A、B沿直杆向上做匀加速直线运动,库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小.当点电荷与B间距离为L2时,A、B两者间弹力减小到零,此后两者分离,力F变为恒力,则分离时刻的库仑斥力为 B与点电荷间的距离 以B为研究对象,由牛顿第二定律有: 联立解得 (3)设A、B整体做匀加速运动过程末速度为v1,力F做的功为W1,由动能定理有 由题意知 重力做负功 摩擦力做负功 已知A做匀加速直线运动,根据运动学公式得 联立解得 A、B分离后,A继续做匀加速直线运动 以A为研究对象,由牛顿第二定律得 得到 分离后A上滑0.8m才能到达绝缘杆顶端,这个过程F做的功为: 所以  
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如图所示,放在光滑水平地面上的小车固定一个金属制成的U形管,小车连同U形管质量为MU形管底部呈半圆形,内部光滑。质量为m(M3m)的光滑小球直径略小于U形管内径,以水平初速度v0U形管下口内射入,小球速度改变180°角后从上管口射出,

整个运动过程重力对小球运动影响忽略不计

(1)当小球从U形管中射出时,小球和小车的速度各是多大

(2)当小球经过U形管底部半圆最左端时,小球的速度是多大

 

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某研究小组要测定一铭牌上只有额定电压为10V、而其它字迹不清楚的直流电动机正常工作时的机械功率,现实验室提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器(阻值较小),备用电池若干节,开关、若干导线、固定电池的电池盒、细线、重物。

(1)小组成员设计如下甲、乙两个测量电路,其中比较合理的是_____图(填写“甲”或“乙”)

(2)根据选取的电路图完善下面丙图中用电动机提升重物的实物电路连接。

(3)闭合电键前应将丙图中的滑动变阻器的滑片移到最______端(填“左”或“右”)。闭合电键后移动滑动变阻器,使电压表和电流表都有明显的示数,但电动机并未转动,读出此时电压表和电流表的示数分别为2V、1A。继续移动滑动变阻器的滑片,将电压表的示数调为10V,这时电流表的示数为0.4A,此时电动机输出的机械功率为_______W,若重物重为8N,则重物匀速上升的速度大小为______ m/s。

 

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,小明同学利用传感器设计实验:如图甲所示,将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放,小球正下方固定一台红外线计时器,能自动记录小球挡住红外线的时间t,改变小球下落高度h,进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷.

(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径d=_____mm

(2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,应作下列哪一个图象______

A 图象    B 图象     C 图象     D. 图象

(3)经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量总是稍小于重力势能减少量mgh,你认为增加释放高度h后,两者的差值会____(填增大缩小不变).

 

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在训练运动员奔跑中下肢向后的蹬踏力量时,有一种方法是让运动员腰部系绳拖汽车轮胎奔跑,如图所示。一次训练中,运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m=11kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑,5s后绳从轮胎上脱落, 轮胎运动的v­t图像如图所示。不计空气阻力。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。g10m/s2。下列说法正确的是(  )

A. 轮胎与水平面间的动摩擦因数μ=0.25

B. 绳子对轮胎的拉力F的大小为70N

C. 0~7s内,轮胎克服摩擦力做功为1400J

D. 2s时,绳的拉力的瞬时功率为280W

 

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如图所示,方向垂直纸面向外的长方形匀强磁场区域abcd的对角线acab边的夹角θ30°eab的中点,若一带正电粒子Pa点沿ac方向以初速度v射入磁场中,经时间t恰好从e点射出磁场。下列说法正确的是(  )

A. P的初速度增大为2v 则从b点射出磁场

B. P的初速度增大为2v,则经时间2t射出磁场

C. 若带负电粒子Q(比荷与P的相等)a点沿ac方向射入磁场中并从d点射出磁场,则其初速度为

D. 若带负电粒子Q(比荷与P的相等)a点沿ac方向射入磁场中并从d点射出磁场,则经过的时间为t

 

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