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如图所示,ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道,固定在竖直面内。以轨道的...

如图所示,ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道,固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点,沿水平直径AC方向建立x轴,竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧(含y轴)存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的小球,从A点由静止开始沿轨道下滑,通过轨道最高点D后,又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动,不计空气阻力,重力加速度为g,求:

(1)小球落回到A点时的速率;

(2)电场强度的大小;

(3)小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。

 

(1);(2);(3)。 【解析】 (1)设小球离开D点时的速率为vD,由D落回到A的时间为t,则由平抛运动规律有 解得 小球落回到A时的速率为vA,根据动能定理有 解得 (2)小球从A到D的过程中,根据动能定理有 结合(1)解得 (3)小球通过轨道最低点B处时的速率为vB,轨道对小球的支持力为F,则有 根据合力提供向心力有 解得 由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力 答:(1)小球落回到A点时的速率; (2)电场强度的大小; (3)小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。  
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考点分析:
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如图a所示,轨道OA可绕轴O在竖直平面内转动,轨道长L2m,摩擦很小可忽略不计.利用此装置实验探究物块在力F作用下加速度与轨道倾角的关系.某次实验,测得力F的大小为0.6N,方向始终平行于轨道向上,已知物块的质量m0.1kg.实验得到如图b所示物块加速度与轨道倾角的关系图线,图中a0为图线与纵轴交点,θ1为图线与横轴交点.(重力加速度g10m/s2)问:

1a0为多大?

2)倾角θ1为多大?此时物块处于怎样的运动状态?

3)当倾角θ30,若物块在F作用下由O点从静止开始运动1.6s,则物块具有的最大重力势能为多少?(设O所在水平面的重力势能为零)

 

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真空中有一半径为R=5cm,球心为O,质量分布均匀的玻璃球,其过球心O的横截面如图所示。一单色光束SA从真空以入射角i于玻璃球表面的A点射入玻璃球,又从玻璃球表面的B点射出。已知∠AOB=120°,该光在玻璃中的折射率为,光在真空中的传播速度c=3×108m/s,求:

(1)入射角i的值;

(2)该光束在玻璃球中的传播时间t.

 

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欲用伏安法测定一段阻值约为左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:

A.电池组(3V,内阻可忽略);

B.电流表(量程00.6A,内阻0.125Ω);

C.电压表(量程03V,内阻3kΩ);

D.滑动变阻器(020Ω);开关、导线.

实验电路应采用电流表_____接法(填).

设实验中,电流表、电压表的某组示数如图所示,图示中I=_____AU=_____V

为使通过待测金属导线的电流能在00.5A范围内改变,请按要求在方框中画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图_________;然后根据你设计的原理电路将图中给定的器材连成实验电路___________

若要测金属导线的电阻率,还需测得金属丝的直径如图,则该金属丝直径为_____mm

 

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某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,探究弹力与弹簧伸长量的关系.弹簧的弹力用F表示,弹簧挂上钩码后的总长度用L表示,表中是该同学记录的实验数据,实验中弹簧始终未超过弹性限度.(g=10 N/kg)

(1)该同学根据实验数据作出弹簧的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图象,如图所示;根据图象得到的结论_____________________

(2)如图所示,是另一位同学在做探究弹力与弹簧伸长量的关系时得到的图象,发现图象后半部分出现弯曲现象,你认为造成这一现象的原因是:___________________________

 

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在直角坐标系xOy平面内有一磁场边界圆,半径为R,圆心在坐标原点O,圆内充满垂直该平面的匀强磁场,紧靠圆的右侧固定放置与y轴平行的弹性挡板,如图所示。一个不计重力的带电粒子以速度v0A点沿负y方向进入圆内,刚好能垂直打在挡板B点上,若该粒子在A点速度v0向右偏离y60°角进入圆内,粒子与档板相碰时间极短且无动能损失,则该粒子(  )

A.B点上方与挡板第二次相碰

B.经过时间第二次射出边界圆

C.第二次与挡板相碰时速度方向与挡板成60°

D.经过时间第二次与挡板相碰

 

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