【题目】如图所示,一固定直杆AB长为L=2m,与竖直方向的夹角为θ=53°,一质量为m=4kg,电荷量为q=+3×10-5 C的小球套在直杆上,将小球从A端静止释放,球与杆间的动摩擦因数为μ=.直杆所在处空间有水平向右的匀强电场,场强为E =1×106N/C。重力加速度g=10m/s2
(1) 求小球下滑过程所受摩擦力的大小
(2) 求小球下滑至杆的B端时的速度大小v1;
(3)杆与竖直方向的夹角不同,小球滑至杆的B端时的速度大小不同。当杆与竖直方向的夹角为某一值时,小球滑至B端具有最大的速度,求此夹角以及相应的小球滑至B端的速度大小。
【答案】(1)12N(2)6m/s(3)5m/s
【解析】(1)小球受力可知,电场力为:F=qE=3×10﹣5×106N=30N,
弹力为:N=mgsinθ﹣Fcosθ=(40×0.8﹣30×0.6)N=14N,
摩擦力大小为:f=μN= ×14N=12N
(2)小球从最高点运动到最低点过程中,由动能定理得:
(Fsinθ+mgcosθ﹣f)L= mv12﹣0,
代入数据可解得:v1=6m/s;
小球滑到低端时的速度大小为6m/s
(3)为使小球到达B点时的速度最大,当重力与电场力做的功最多而克服摩擦力做的功最小时小球的速度最大,则杆应沿重力与电场力的合力方向,
有:tanθ= =
,
则杆与竖直方向夹角:θ=37°,此时摩擦力为0,
由动能定理得:(Fsinθ+mgcosθ)L=mv22﹣0,
代入数据解得:v2=5m/s
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与光滑水平面相切,一根轻质弹簧的右端连接着M=0.3 kg的滑块静止在平面上。质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动(g取10 m/s2)。求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小;
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】有一灯泡上标有“6 V 0.1 A”字样,现要测绘该灯泡的伏安特性曲线,有下列器材可供选用:
A.电压表(0~5 V,内阻2.0 kΩ)
B.电压表(0~10 V,内阻3.0 kΩ)
C.电流表(0~0.3 A,内阻2.0 Ω)
D.电流表(0~6 A,内阻1.5 Ω)
E.滑动变阻器(30 Ω,2 A)
F.滑动变阻器(100 Ω,0.5 A)
G.学生电源(直流9 V)及开关、导线等
(1)实验中所用的电压表应选__________,电流表应选__________,滑动变阻器应选____________.
(2) 本实验要求电压从零开始测量,所以从下列电路图中选出正确的实验电路图( ).
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】地面附近存在着一有界电场,边界MN将某空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ,在区域Ⅱ中有向上的匀强电场,在区域Ⅰ中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A,如图甲所示,小球运动的v-t图像如图乙所示,已知重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A. 在t=2.5 s时,小球经过边界MN
B. 小球受到的重力与电场力之比为3∶5
C. 在小球向下运动的整个过程中,重力做的功与电场力做的功大小相等
D. 在小球运动的整个过程中,小球的机械能与电势能总和先变大再变小
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】为了测量一节干电池的电动势和内电阻,某实验小组设计了如图甲所示的电路,实验室准备了下列器材供选用
A.待测干电池一节
B.直流电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
C.直流电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.02Ω)
D.直流电压表V1(量程0~3V,内阻约为5 kΩ)
E.直流电压表V2(量程0~15V,内阻约为25 kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A)
G..滑动变阻器R2(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为2A)
H.开关
I.导线若干
(1)实验中电匪表应选用____;电流表应选用_____;滑动变阻器应选用_____.(填字母代号)
(2)实验小组在进行实验时,初始滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生断路,合上开关S后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表才有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图乙所示,则根据图像可知,电池的电动势为_____ V,内阻为____Ω.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.那么,要使小球恰能到达A板,滑动变阻器接入电路的阻值和此时电源的输出功率为(取g=10 m/s2)
A. 8 Ω、23 W B. 32 Ω、8 W C. 8 Ω、15 W D. 32 Ω、23 W
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,水平面上固定一倾角为θ=30°的斜面,一轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上,上端连接一质量m=2kg的物块(视为质点),开始时物块静止在斜面上A点,此时物块与斜面的摩擦力恰好为零,现用一沿斜面问上的恒力F=20N作用在物块上,使其沿科面向上运动,当物块从A点运动到B点时,力F做的功W=4J,己知弹簧的劲度系数k=100N/m,物块与斜面的动摩擦因数,g=10m/s,则下列结论正确的是
A. 物块从A点运动到B点的过程中,重力势能增加了4J
B. 物块从A 点运动到B点的过程中,产生的内能为1.2J
C. 物块经过B点时的速度大小为
D. 物块从A点运动到B点的过程中,弹簧弹性势能的变化量为0.5J
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从0点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到A,下列说法中正确的是
A. 该微粒一定带负电荷
B. 微粒从0到A的运动可能是匀变速运动
C. 该磁场的磁感应强度大小为
D. 该电场的场强为
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,AOB是截面为扇形的透明介质的横截面图,其圆心角∠AOB=90°,半径为r。在OA边的右半部分AD间有一束平行光线垂直OA边射入透明介质,已知透明介质对该光线的折射率n=。(对于某一光线有折射时不考虑反射)
①求圆弧面上有光线射出的弧长;
②某光线经圆弧面两次全反射后恰好垂直OB面射出,求出射点到O点的距离(可用三角函数表示)。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com