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如图所示,半径R = 0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一水平方向的...

如图所示,半径R = 0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一水平方向的匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动,它的电量q=1.00×10-7C。圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ,在A点时小球对轨道的压力N = 1.2N,此时小球的动能最大.若小球的最大动能比最小动能多0.32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力,g取10m/s2).则:

⑴小球受到重力和电场力的合力是多少?

⑵小球的最小动能是多少?

⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在0.4s后的动能与它在A点时的动能相等,求小球的质量和电场强度。

 

(1), (2) (3) , 方向水平向左 【解析】试题分析:⑴、⑵小球在电场和重力场的复合场中运动,因为小球在A点具有最大动能,所以复合场的方向由O指向A,在AO延长线与圆的交点B处小球具有最小动能EkB.设小球在复合场中所受的合力为F,则有; (2分) 即:(2分) 带电小球由A运动到B的过程中,重力和电场力的合力做功,根据动能定理有: -F•2R=EKB-EKA=-0.32 (2分) 由此可得:F = 0.2N,(2分)(2分) 即小球的最小动能为0.08J,重力和电场力的合力为0.2N. ⑶带电小球在B处时撤去轨道后,小球做类平抛运动,即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动,在垂直于BA方向上做匀速运动.设小球的质量为m,则: 2R= (2分)得:m==0.01kg (2分) θ=600(2分) (2分) E= (1分) 方向水平向左 (1分)
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考点分析:
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如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ.

(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值.

(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t.

 

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交管部门强行推出了“电子眼”,机动车擅自闯红灯的现象大幅度减少.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,行驶的速度均为10 ms.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s).己知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍,位取10ms2)求:

(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15 m,他采取上述措施能否避免闯红灯;

(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离.

 

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光板的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光板两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光板经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光板的宽度,将遮光板通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.

1)用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图乙所示,由此读出b=_______mm

2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时mM组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=______,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=______,在误差允许的范围内,若ΔEkEp则可认为系统的机械能守恒.

3)在(2)的实验过程中,某同学改变AB间的距离,作出的v2d图像如图丙所示,并测得M=m,则重力加速度g=_____m/s2

 

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(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的图象,由图象可知:弹簧原长L0=_____cm,由此求得弹簧的劲度系数K=_____N/m (结果保留三位有效数字)

(2)如图b的方式挂上钩码(己知每个钩码重G=0.75N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图b,则指针所指刻度尺示数为_____cm.由此可推测图b中所挂钩码的个数为_____个.

 

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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=+1.0×104C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2

A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为4m/s

B. 落点DB点的距离为0

C. 带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小7N

D. 带电体在从BC运动的过程中对轨道最大压力为

 

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