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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接,半圆形...

如图所示,水平绝缘粗糙的轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接,半圆形轨道的半径,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。现有一电荷,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点,然后落至水平轨道上的点(图中未画出)。取。试求:

1)带电体运动到圆形轨道点时对圆形轨道的压力大小。

2点到点的距离

3)带电体在从开始运动到落至点的过程中的最大动能(结果保留3位有效数字)。

 

(1)6.0N (2)0 (3)1.17J 【解析】 (1)设带电体通过C点时的速度为,依据牛顿第二定律有 解得。 设带电体通过B点时的速度为,设轨道对带电体的支持力大小为,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有 带电体从B运动到C的过程中,根据动能定理有: 联立解得, 根据牛顿第三定律带电体对轨道的压力。 (2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t,根据运动的分解有 , 联立解得0。 (3)由P到B带电体做加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中,在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处。 设带电体的最大动能为,根据动能定理有 代入数据解得.  
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考点分析:
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一辆汽车和一辆自行车在同一条公路不同车道上作同方向的直线运动,已知自行车以6m/s的速度匀速前进,汽车以18m/s的速度匀速前进,某一时刻汽车与自行车相遇,此时汽车立即刹车,汽车刹车过程中的加速度大小为2m/s2,求:

1)汽车经过多长时间停止运动?

2)两车从第一次相遇到再次相遇的过程中,它们之间距离的最大值为多少?

3)两车经过多长时间再次相遇?

 

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某同学用如题图甲所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方.在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出,取作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒.

1)用ΔEpmgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到________之间的竖直距离.

A.钢球在A点时的顶端 

B.钢球在A点时的球心

C.钢球在A点时的底端

2)用计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图乙所示,其读数为________cm.某次测量中,计时器的示数为0.010 0 s,则钢球的速度为v________ m/s.

3)下表为该同学的实验结果:

ΔEp(×102 J)

4.892

9.786

14.69

19.59

29.38

ΔEk(×102 J)

5.04

10.1

15.1

20.0

29.8

 

他发现表中的ΔEpΔEk之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点?请说明理由._________

 

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在用图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度与合力F的关系.

 

①除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中必须使用的有____(选填选项前的字母).

A.220V、50Hz的交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(附砝码)

②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,以下操作正确的是_____

A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

③某同学得到了图a所示的一条纸带,由此得到小车加速度的大小______m/s2(保留二位有效数字).

④在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,己知三位同学利用实验数据做出的a-F图像如图丙中的1、2、3所示.下列分析正确的是______(选填选项前的字母).

A.出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力

B.出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适

C.出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大

⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,由此造成的误差是____(选填“系统误差”或“偶然误差”).设拉力的真实值为F真,小车的质量为M,为了使,应当满足的条件是____

 

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在如图所示的电路中,C为一平行板电容器,闭合开关S,给电容器充电,当电路中电流稳定之后,下列说法正确的是      (    )

A.保持开关S闭合,把滑动变阻器R1的滑片向上滑动,电流表的示数变大,电压表的示数变大

B.保持开关S闭合,不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动,都有电流流过R2

C.保持开关S闭合,将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中,R2中有由b a的电流

D.断开开关S,若此时刚好有一带电油滴P静止在电容器两平行板之间,将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中,油滴将向上运动

 

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如图所示,水平转台上有一个质量为m的小物块,用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上,细绳与竖直转轴的夹角为θ,系统静止时细绳绷直但张力为零.物块与转台间动摩擦因数为μ),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.物块随转台由静止开始缓慢加速转动,在物块离开转台前( 

A.物块对转台的压力大小等于物块的重力

B.转台加速转动的过程中物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴

C.绳中刚出现拉力时,转台的角速度为

D.物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为

 

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