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如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m,圆心为O,下端与绝缘水...

如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接.一带正电q=5.0×10-3C、质量为m=3.0kg的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点.已知AB两点间的距离为L=1.0m,物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10 m/s2.

 

(1)若物块在A点以初速度v0向左运动,恰好能到达圆周的最高点D,则物块的初速度v0应为多大?

(2)若整个装置处于方向水平向左、场强大小为E=2.0×103N/C的匀强电场中(图中未画出),现将物块从A点由静止释放,试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置(结果可用三角函数表示);

(3)在(2)问的情景中,试求物块在水平面上运动的总路程.

 

(1)(2)arcsin (3)1.67m 【解析】试题分析:物块恰好能到达圆周的最高点D,故有:mg=m 对A到D过程,根据动能定理,有:-mg(2R)-μmgL=mvD2-mvO2 联立解得:v0=m/s (2)对物块,假设物块能滑到C点,从A至C过程,由动能定理得: qE(L+R)-mgR-μmgL=mvC2-0 可得vC=0,故物块始终没有脱离轨道 对物块受力分析,可知 故物块在以后运动过程中速度最大时位于B点左侧圆弧上,其与圆心的连线与OB的夹角为θ,且θ=arctan1/3 (3)对物块,由释放至B点速度为0的过程中,由动能定理得:qEL—μmgs=0 解得总路程为:
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考点分析:
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假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面,一质量为的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动,小物块运动1.5s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25,该星球半径为

),试求:

1)该星球表面上的重力加速度g的大小;

2)该星球的第一宇宙速度.

 

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为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)

1实验时,下列要进行的操作正确的是________

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A.用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板左端垫高,以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数

D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带

E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

2该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保留两位有效数字)

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3以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的aF图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为____________

A2tan θ     B.       Ck       D.

 

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某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度,如图(甲)所示。框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2;框架竖直部分紧贴一刻度尺,零刻度线在上端,可以测量出两个光电门到零刻度线的距离;框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小钢球,小钢球的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁线圈中的电流时,小钢球由静止释放,当小钢球先后经过两个光电门时,与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小v1v2。小组成员多次改变光电门1的位置,得到多组x1v1的数据,建立如图(乙)所示的坐标系并描点连线,得出图线的斜率为k

1)用游标卡尺测量小钢球的直径,如图(丙)所示,

该小钢球的直径是____________cm

2)关于光电门1的位置,下面哪个做法可以减小重力

加速度的测量误差____________

A.尽量靠近刻度尺零刻度     B.尽量靠近光电门2

C.既不能太靠近刻度尺零刻度,也不能太靠近光电门2

3)当地的重力加速度为____________________ (k表示)

 

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如图,在负点电荷Q的电场中,有PMNO四点,PMN为直角三角形的三个顶点,OPN的中点,∠P=30°,MN=aPMNO四点处的电势分别用表示。已知,点电荷QPMNO四点所在平面内,则(   

A. P点场强大小为

B. 连接OM的线段一定在同一个等势面上

C. 将正的试探电荷从M点搬到N点,电势能增大

D.

 

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如图所示,不带电物体A和带电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,AB的质量分别是2mm.劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平面上,另一端与物体A相连,倾角为θ的绝缘斜面处于沿斜面向上的匀强电场中.开始时,物体B受到沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用而保持静止,且轻绳恰好伸直.现撤去外力F,直到物体B获得最大速度,且弹簧未超过弹性限度,不计一切摩擦.则在此过程中(    )

A. 物体B所受电场力大小为

B. B的速度最大时,弹簧的伸长量为

C. 撤去外力F的瞬间,物体B的加速度为

D. 物体A、弹簧和地球组成的系统机械能增加量等于物体B和地球组成的系统机械能的减少量

 

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