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如图所示,一个“V”型玻璃管倒置于竖直平面内,并处于E=1×103V/m、方向竖...

如图所示,一个“V”型玻璃管倒置于竖直平面内,并处于E=1×103V/m、方向竖直向下的匀强电场中,一个带负电的小球,重为G=1×10-3N,电量q=2×10-6C,从A点由静止开始运动,球与管壁的摩擦因数μ=0.5。已知管长AB=BC=2m,倾角a=37°,且管顶B处有一很短的光滑圆弧。

求:

1小球第一次运动到B时的速度多大?

2小球运动后,第一次速度为0的位置在何处?

3从开始运动到最后静止,小球通过的总路程是多少?(sin37°=0.6cos37°=0.8)

 

(1)  (2)距B的距离为 (3) 【解析】试题分析:根据牛顿第二定律求出在AB中的加速度,结合速度位移公式求出第一次到达B点的速度.根据牛顿第二定律求出在BC中运动的加速度,结合速度位移公式求出第一次速度为零的位置.小球最终停在B处,对全过程运用动能定理求出总路程的大小. (1)在上滑的过程中受到重力、竖直向上的电场力、垂直玻璃管向下的弹力和沿玻璃管向下的摩擦力,受力如图所示. 根据牛顿第二定律得,得 所以小球第一次到达B点时的速度为: (2)在下滑的过程中受到重力、竖直向上的电场力、垂直玻璃管向下的弹力和沿玻璃管向上的摩擦力,受力如图所示.在BC面上,小球开始从B点做匀减速运动,加速度的大小为: 所以,速度为0时到B的距离为. (3)接着小球又反向向B加速运动,到B后又减 速向A运动,这样不断地往复,最后停在B点.如果将全过程等效为一个直线运动,则有: 得,即小球通过的全路程为3m.  
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考点分析:
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如图所示,长为l=1m的绳子下端连着质量为m=1kg的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳子与竖直线夹角为60°,此时小球静止于光滑的水平桌面上.:g10 m/s2

1当球以ω1=4rad/s作圆锥摆运动时,绳子张力T1为多大? 桌面受到压力为多大?

2当球以ω2=6rad/s作圆锥摆运动时,绳子张力T2及桌面受到压力各为多大?

 

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城市的私家车数量增速很快,交通问题多发,某出租车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,私家车以4 m/s的速度与出租车平行同向做匀速直线运动,出租车经过私家车旁边时司机看见私家车前轮胎没气压瘪了,想提示对方,开始以0.5 m/s2的加速度刹车等私家车,从出租车刹车开始计时,求:

(1)私家车在追上出租车前,两车相距的最大距离;

(2)私家车追上出租车所用的时间.

 

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某同学用图(甲)所示的电路,描绘标有“3.8 V  0.3 A ”的小灯泡灯丝电阻R随电压U变化的图象。除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:

电流表:A1(量程100 mA,内阻约)     A2(量程0.6 A,内阻约0.3Ω)

电压表:V1(量程5 V,内阻约5kΩ )         V2(量程15 V,内阻约15Ω )

电源:E1(电动势为1.5 V,内阻为0.2Ω)   E2(电动势为4V,内阻约为0.04Ω

滑动变阻器:R1(最大阻值约为100Ω)         R2(最大阻值约为10Ω

电键S,导线若干。

1)为了调节方便,测量准确, 实验中应选用电流表 _____,电压表_____,滑动变阻器____,电源____________(选填器材前的字母代号)

2)根据实验数据,计算并描绘出RU的图象如图(乙)所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为_____Ω;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为_____Ω,灯泡实际消耗的电功率为___W(计算结果保留两位有效数字).

3)根据RU图象,可确定小灯泡电功率P与外加电压U的示意图,最接近(丙)中的___

 

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某同学做探究加速度与力、质量关系的实验。如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放。

1)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为__________

2)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示,则d_________cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt,就可以计算出小车经过光电门时的速度v

3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出v2m线性图象(如图所示),从图线得到的结论是:在小车质量一定时,____________。如果小车的质量M=5kg,图像的斜率K=1,则AB间的距离x=_________mg10 m/s2

4)另一实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.滑块和位移传感器发射部分的总质量m________ kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ______.(重力加速度g10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

 

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质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置。如图所示,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1,一束电荷量相同的带正电粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为x,粒子所带电荷量为q,不计重力。则以下分析正确的是()

A. 粒子进入匀强磁场B2时的速度

B. 粒子进入匀强磁场B2时的速度

C. 打在a、b两点的粒子的质量之差

D. 打在a、b两点的粒子的质量之差

 

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