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如图所示,ABCD为固定在竖直平面内的轨道,AB段光滑水平,BC段为光滑圆弧,对...

如图所示,ABCD为固定在竖直平面内的轨道,AB段光滑水平,BC段为光滑圆弧,对应的圆心角θ37º,半径r2.5mCD段平直倾斜且粗糙,各段轨道均平滑连接,倾斜轨道所在区域有场强大小为E2×105NC、方向垂直于斜轨向下的匀强电场.质量m5×102kg、电荷量q=+1×106C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后,沿水平轨道向左滑行,在C点以速度v03 ms冲上斜轨.以小物体通过C点时为计时起点,0.1s以后,场强大小不变,方向反向.已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ0.25.设小物体的电荷量保持不变,取g10 ms2sin37º0.6cos37º0.8

1)求弹簧枪对小物块所做的功;

2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求CP的长度.

 

(1)Wf=0.475J (2)s=0.57m 【解析】 试题(1)设弹簧枪对小物体做功为Wf,由动能定理即可求解; (2)对小物体进行受力分析,分析物体的运动情况,根据牛顿第二定律求出加速度,结合运动学基本公式即可求解. 【解析】 (1)设弹簧枪对小物体做功为Wf,由动能定理得Wf﹣mgr(l﹣cosθ)=mv02① 代人数据得:Wf=0.475J ② (2)取沿平直斜轨向上为正方向.设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1, 由牛顿第二定律得:﹣mgsinθ﹣μ(mgcosθ+qE)=ma1③ 小物体向上做匀减速运动,经t1=0.1s后,速度达到v1,有:v1=v0+a1t1④ 由③④可知v1=2.1m/s,设运动的位移为s1,有:sl=v0t1+a1t12⑤ 电场力反向后,设小物体的加速度为a2,由牛顿第二定律得: ﹣mgsinθ﹣μ(mgcosθ﹣qE)=ma2⑥ 设小物体以此加速度运动到速度为0,运动的时间为t2,位移为s2,有: 0=v1+a2t2⑦ s2=v1t2+a2t22⑧ 设CP的长度为s,有:s=s1+s2⑨ 联立相关方程,代人数据解得:s=0.57m 答:(1)弹簧枪对小物体所做的功为0.475J; (2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,CP的长度为0.57m.
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考点分析:
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如图所示,在x>0的空间中,存在沿x轴正方向的匀强电场E;在x<0的空间内,存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小也等于E.一电子(-e,m)在x=d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力.求:

(1)电子在x方向分运动的周期.

(2)电子运动的轨迹与y轴的各个交点中,任意两个相邻交点之间的距离l

 

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静电场可以用电场线和等势面形象描述。

(1)请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式;

(2)点电荷的电场线和等势面分布如图所示,等势面S1S2到点电荷的距离分别为r1r2。我们知道,电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S1S2上单位面积通过的电场线条数之比

 

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在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器的A极板与静电计相接,B极板接地.

1)若将B极板稍向上移动一点,则将观察到静电计指针偏角______(填“变大”或“变小”),此实验说明平行板电容器的电容随____________而增大;

2)若将B极板稍向左移动一点,则将观察到静电计指针偏角__________填“变大”或“变小”),此实验说明电容器的电容随___________________而增大.

 

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如图,质量为m的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点,处于静止状态.施加一水平向右的匀强电场后A向右摆动,摆动的最大角度为60°,则A受到的电场力大小为_______.在改变电场强度的大小和方向后,小球A的平衡位置在α=60°处,然后再将A的质量改变为2 m,其新的平衡位置在α=30°处,A受到的电场力大小为_______

 

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如图所示,带正电q'的小球Q固定在倾角为θ的光滑固定绝缘细杆下端,让另一穿在杆上的质量为m、电荷量为q的带正电的小球MA点由静止释放,M到达B点时速度恰好为零.若AB间距为LCAB的中点,两小球都可视为质点,重力加速度为g,则下列判断正确的是

A.在从A点至B点的过程中,M先做匀加速运动,后做匀减速运动

B.在从A点至C点和从C点至B点的过程中,前一过程M的电势能的增加量较小

C.BM受到的库仑力大小是mgsinθ

D.Q产生的电场中,AB两点间的电势差大小为

 

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