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已知某星球半径R,宇航员在该星球表面研究了带电粒子在电场中的运动情况,如图所示,...

已知某星球半径R,宇航员在该星球表面研究了带电粒子在电场中的运动情况,如图所示,x轴沿水平方向,y轴竖直向上.第一象限中有沿x轴的正方向的匀强电场,第二象限中有沿y轴负方向的匀强电场,两电场的电场强度大小均为E.一个质量为m,电荷量为q的带电质点以初速度v0x轴上P(L0)点射入第二象限,已知带电质点在第二象限中做直线运动,并且能够连续两次通过y轴上的同一个点Q(未画出),万有引力常量为G.求:

1)该星球的质量M

2)初速度v0x轴正方向的夹角;

3PQ两点间的电势差UPQ

4)带电质点在第一象限中运动所用的时间.

 

(1);(2) ;(3)-;(4)v0 【解析】 (1)因带电质点在第二象限中做直线运动,故质点带负电,且有 Eq=mg 解得: 在星球表面放一个物体m1: m1g 解得: 该星球的质量 M= (2)带电质点应在第一象限做直线运动才能再次回到Q点,有: tanθ 解得 θ= (3)P到Q的过程,由动能定理有: -qUpQ-mgL=0 解得: UpQ=- (4)带电质点在第一象限做匀变速直线运动,由牛顿第二定律: a=g,v0=at 解得: t=v0 带电质点在第一象限中往返一次所用的时间: T=2t=v0  
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考点分析:
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如图所示, ab是完全相同的小物块,质量均为m光滑半圆弧轨道半径为ROA为水平半径,BC为竖直直径.粗糙的水平轨道CM与圆弧轨道在C点相切,轨道上有一轻弹簧,一端固定在竖直墙上,另一端系物块a,物体a恰位于轨道的末端C(此时弹簧处于自然状态).小物块bA处以竖直向下的初速度v0滑下,到C点后与物体a发生弹性碰撞,a压缩弹簧进入水平轨道,物块b最终恰能通过B点.重力加速度为g,求:

1)物块b刚滑到半圆轨道C点时对轨道的压力大小;

2)弹簧的最大弹性势能.

 

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如图,质量为m=2kg的小物块在与水平成37o的恒力F作用下由静止开始沿粗糙水平面AB运动,4s末恰好到达B点时迅速撤去F,物体继续沿倾角为37o的足够长的粗糙斜面BC运动.已知物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为µ=0. 5,物体在水平面上运动的AB间距离为4m,不计物体在B点的能量损失.(已知sinα=0.6,cosα=0.8):

1)小物块所受到的恒力F;

2)小物块从B点沿斜面向上运动,到返回B点所用的时间.

 

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某同学利用单摆测定当地的重力加速度.

1)实验室已经提供的器材有:铁架台、夹子、秒表、游标卡尺.除此之外,还需要的器材有________

A.长度约为1 m的细线

B.长度约为30 cm的细线

C.直径约为2 cm的钢球

D.直径约为2 cm的木球

E.最小刻度为1 cm的直尺

F.最小刻度为1 mm的直尺

2)摆动时偏角满足下列条件____(填“A”“B” “C”更精确.

A.最大偏角不超过10°

B.最大偏角不超过20°

C.最大偏角不超过30°

3)为了减小测量周期的误差,实验时需要在适当的位置做一标记,当摆球通过该标记时开始计时,该标记应该放置在摆球摆动的________

A.最高点

B.最低点

C.任意位置

4)用秒表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达计时标记时开始计时并记为n1,单摆每经过标记记一次数,当数到n60时秒表的示数如图甲所示,该单摆的周期是T_______s(结果保留三位有效数字)

5)用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆线长,测量情况如图乙所示.O为悬挂点,从图乙中可知单摆的摆线长为____m;用游标卡尺测量摆球的直径如图丙所示,则球的直径为_____cm;单摆的摆长为_____m(计算结果保留三位有效数字)

6)若用L表示摆长,T表示周期,那么重力加速度的表达式为g________.

 

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某实验小组所用的实验装置如图所示,通过改变砂桶内砂的质量研究加速度与力的关系.图中带滑轮的长木板水平放置于桌面上,一端拴有砂桶的细绳通过小车的滑轮与拉力传感器相连,拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小.

1)关于本实验,下列说法正确的是________

A.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录传感器的示数

B.小车受到的合外力等于传感器示数的2

C.不需要用天平测出砂和砂桶的质量

D.为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

2)某同学打出了如图所示的一条纸带,每两点间还有4个点没有画出来,打点计时器的电源频率为50 Hz,小车做匀变速直线运动的加速度a________ m/s2(结果保留二位有效数字)

3)根据实验数据,作出的小车加速度a与传感器示数F的关系图像如图所示,则小车和滑轮的总质量为________ kg

 

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如图所示,AB为固定水平长木板,长为LC为长木板的中点,AC段光滑,CB段粗糙,一原长为的轻弹簧一端连在长木板左端的挡板上,另一端连一物块,开始时将物块拉至长木板的右端B点,由静止释放物块,物块在弹簧弹力的作用下向左滑动,已知物块与长木板CB段间的动摩擦因数为μ,物块的质量为m,弹簧的劲度系数为k,且,物块第一次到达C点时,物块的速度大小为v0,这时弹簧的弹性势能为E0,不计物块的大小,则下列说法正确的是(  )

A.物块最终会做简谐运动,振幅为

B.物块可能会停在CB面上某处

C.弹簧开始具有的最大弹性势能为

D.最终系统损失的机械能为

 

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