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在竖直平面内,一根长为L的绝缘细线,一端固定在O点,另一端拴着质量为m、电荷量为...

在竖直平面内,一根长为L的绝缘细线,一端固定在O点,另一端拴着质量为m、电荷量为+q的小球。小球始终处在场强大小为、方向竖直向上的匀强电场中,现将小球拉到与O点等高处,且细线处于拉直状态,由静止释放小球,当小球的速度沿水平方向时,细线被拉断,之后小球继续运动并经过P点,P点与O点间的水平距离为L。重力加速度为g,不计空气阻力,求

1)细线被拉断前瞬间,细线的拉力大小;

2OP两点间的电势差。

 

(1)1.5mg (2) 【解析】 (1)小球受到竖直向上的电场力: F = qE = 1.5mg>mg 所以小球被释放后将向上绕O点做圆周运动,到达圆周最高点时速度沿水平方向,设此时速度为v,由动能定理: 设细线被拉断前瞬间的拉力为FT,由牛顿第二定律: 联立解得: FT = 1.5mg (2)细线断裂后小球做类平抛运动,加速度a竖直向上,由牛顿第二定律 F  mg = ma 设细线断裂后小球经时间t到达P点,则有: L = vt 小球在竖直方向上的位移为: 解得: O、P两点沿电场方向(竖直方向)的距离为: d = L + y O、P两点间的电势差: UOP = Ed 联立解得:  
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考点分析:
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质量m=10kg的物块静止在光滑水平面上A点,在水平外力F作用下,10s末到达B点,外力F随时间变化的规律如图所示,取向右为正方向。求:

1)前10s内物块的位移大小S1和在B点的速度大小v1

220s末物块的速度v2的大小和方向;

310s~20s时间内外力F所做的功。

 

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某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为 h 的光 滑水平桌面上,放置两个小球 a b。其中,b 与轻弹簧紧挨着但不栓接,弹簧左侧固 定,自由长度时离桌面右边缘足够远,起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a 放置于桌面 边缘,球心在地面上的投影点为 O 点。实验时,先将 a 球移开,弹簧解除锁定,b 沿桌 面运动后水平飞出。再将 a 放置于桌面边缘,弹簧重新锁定。解除锁定后,b 球与 a 发生碰撞后,均向前水平飞出。重复实验 10 次。实验中,小球落点记为 ABC

(1) a 球质量为 ma,半径为 rab 球质量为 mb 半径为 rbb 球与 a 球发生碰撞后,均向前水平 飞出,则 ______ 

Ama<mbra=rb        Bma<mbra<rb Cma>mbra=rb    Dma>mbra>rb

(2)为了验证动量守恒,本实验中必须测量的物理 量有____

A.小球 a 的质量 ma 和小球 b 的质量 mb

B.小球飞出的水平距离 xOAxOBxOC

C.桌面离地面的高度 h

D.小球飞行的时间

(3)关于本实验的实验操作,下列说法中不正确的是______

A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同

B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合,说明实验操作中出现了错误

C.用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置

D.仅调节桌面的高度,桌面越高,线段 OB 的长度越长

(4)在实验误差允许的范围内,当所测物理量满足表达式:__________ 即说明碰撞过程遵循动量守恒。(用题中已测量的物理量表示)

(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能,他测量了桌面离地面的高度h,该地的 重力加速度为g,则弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep _______。(用题中已测量的 物理量表示)

 

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1)用图1所示装置做探究功与速度变化的关系实验时,除了图中已给出的实验器材外,还需要的测量工具有_________(填字母);

A 秒表        B 天平         C.刻度尺          D.弹簧测力计

2)用图2所示装置做验证机械能守恒定律实验时,释放重物前有以下操作,其中正确的是_____(填字母);

A.将打点计时器的两个限位孔调节到同一竖直线上

B.手提纸带任意位置

C.使重物靠近打点计时器

 

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如图所示,ABCD是固定在地面上、由同种金属细杆制成的正方形框架,框架任意两条边的连接处平滑,ABCD四点在同一竖直面内,BCCD边与水平面的夹角分别为αβ(α>β),让套在金属杆上的小环从A点无初速释放.若小环从AB滑到C点,摩擦力对小环做功为W1,重力的冲量为I1;若小环从AD滑到C点,摩擦力对小环做功为W2,重力的冲量为I2.则

A.W1>W2 B.W1=W2

C.I1 >I2 D.I1 =I2

 

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如图所示,氘核和氚核两种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上。整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么

A.偏转电场E2对两种粒子做功一样多

B.两种粒子打到屏上时的速度一样大

C.两种粒子运动到屏上所用时间相同

D.两种粒子一定打到屏上的同一位置

 

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