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如图所示,一带电小球用绝缘细线悬挂于O点,处在水平方向的匀强电场中,静止在A点时...

如图所示,一带电小球用绝缘细线悬挂于O点,处在水平方向的匀强电场中,静止在A点时悬线与竖直方向的夹角为45°,小球的质量为m,带电量为q,悬线的长为L。现将小球放在悬点O右侧与悬点等高的B点位置,悬线刚好拉直,由静止释放小球,重力加速度为g,求:

(1)电场强度的大小;

(2)小球运动到最低点时速度的大小(悬线开始绷紧前);

(3)小球在最低点时,悬线绷紧后其拉力大小。

 

(1)(2)(3) 【解析】小球开始静止时对小球受力分析,应用平衡条件求出电场强度的大小;小球在细线绷紧前做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿运动定律求出小球运动到最低点时速度的大小;在悬线绷紧后,小球接着做圆周运动,根据牛顿第二定律求出其拉力大小。 【解析】 (1)小球开始静止时悬线与竖直方向的夹角为45°,对小球受力分析并建立平衡方程得 得。 (2)小球放到与悬点等高的位置由静止释放,小球开始运动时受到的合力大小为 小球在细线绷紧前做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为 运动的位移大小为 则小球运动的最低点时的速度大小为 (3)在悬线绷紧后,小球沿悬线方向的分速度变为零,只剩下沿垂直悬线方向的分速度 小球接着以初速度做圆周运动,根据牛顿第二定律有 得  
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如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系,x轴水平,y轴竖直,在第二象限有沿y轴正方向的匀强电场E,一长为L的绝缘轻绳一端固定在A04L)点,另一端系一个带负电小球,电荷量大小为,开始绳刚好水平伸直。重力加速度为g。求:

1小球由静止释放,运动到y轴时绳断裂,小球能到达x轴上的B点,B点位置坐标;

2假设绳长可以04L之间调节,小球依然由原位置静止释放,每次到达y轴绳断裂,其他条件不变,则小球在x轴上的落点与原点间距离最大时,求轻绳的长度及该最大距离。

 

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在光滑水平面上有一质量M=4kg的滑块,滑块的一侧为一光滑的圆弧,水平面恰好与圆弧相切,圆弧半径R=1m。一质量m=1kg的小球以速度向右运动冲上滑块,g。若小球刚好没有冲出圆弧的上端,求:

(1)小球的初速度的大小;

(2)滑块获得的最大速度。

 

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冬天的北方,人们常用狗拉雪橇,狗系着不可伸长的绳拖着质量m=11kg的雪橇从静止开始沿着笔直的水平地面加速奔跑,5s后绳断了,雪橇运动的v-t图象如图所示。不计空气阻力,已知绳与地面的夹角为37°,且g。求:

(1)绳对雪橇的拉力大小;

(2) 内雪橇克服摩擦力做的功。

 

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某同学利用改装的电流表和电压表做测电源电动势和内阻实验,实验桌上有如下器材:

A. 待测干电池一节,电动势约为1.5V,内阻小于

B. 直流电流表A,满偏电流为3mA,内阻

C. 直流电流表B,量程为3mA,内阻

D. 定值电阻

E. 滑动变阻器

F. 电阻箱

G. 电阻

H. 导线和开关

(1)该同学设计的思路是用伏安法测电源电动势和内阻,用电流表A测量电路中的电流时量程过小,他将直流电流表A改装成量程为0.6A的电流表,那么要与该电表__________联一个电阻,则大小是___________ (保留三位有效数字);

(2)他需要再改装一个3V的电压表,他改装的方法是将________________与电阻箱_________联,电阻箱接入电路的电阻为__________________

(3)为了使改装后的电压表示数变化尽可能的大一些,请你帮他设计一个测电源电动势和内阻的实验电路画在下面的虚线框中_______

 

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在“探究遥控电动小车额定功率”的实验中,实验步骤如下:

①用天平测出电动小车的质量为0.5kg

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;

③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);

④使电动小车以额定功率加速运动并达到最大速度,运动一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)。

在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。

请你分析纸带数据,回答下列问题:

(1)该电动小车运动的最大速度为________________m/s

(2)关闭小车电源后,小车的加速度大小为__________

(3)该电动小车的额定功率为______________W

 

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