【题目】如图所示,一个绝缘光滑圆环竖直放在水平向右的匀强电场中,圆环半径大小为R=1.0m,电场强度大小为E=6.0×106v/m,现将一小物块由与圆心O等高的位置A点静止释放,已知小物块质量为m=1.6kg,电荷量为q=+2.0×10-6C,释放后滑块将沿着圆环滑动。小物块可视为质点,g取10m/s2。求:
(1)当物块滑到圆环最低点B时对轨道的压力大小
(2)若在圆环最低点B点给小物块一个水平向左的初速度 ,那么物块能否紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动。(写出详细分析、判定过程)(已知:
;
)
【答案】
(1)
物块由A运动到B的过程中,重力做正功,电场力做负功。
由动能定理可得
可得
在B点由
可得支持力
由牛顿第三定律可得物块对轨道的压力大小为
(2)
设在C位置时重力与电场力的合力恰好指向圆心提供物块做圆周运动向心力时,物块刚好脱离圆环。
此时有 ,解得
,
OC与竖直方向夹角为370,若在圆环最低点B点给小物块一个水平向左的初速度 ,在由B到C的运动过程中由动能定理可得:
可解得 >
。因此物块能够紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动
【解析】(1)物块由A运动到B的过程中,重力做正功,电场力做负功。
由动能定理可得
可得
在B点由
可得支持力
由牛顿第三定律可得物块对轨道的压力大小为 (2)设在C位置时重力与电场力的合力恰好指向圆心提供物块做圆周运动向心力时,物块刚好脱离圆环。
此时有 ,解得
,
OC与竖直方向夹角为370 , 若在圆环最低点B点给小物块一个水平向左的初速度 ,在由B到C的运动过程中由动能定理可得:
可解得 >
。因此物块能够紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动.
【考点精析】解答此题的关键在于理解牛顿定律与图象的相关知识,掌握牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力.
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【题目】如图,由相隔一定距离的两个固定的点电荷形成的电场中,有三条相距较近的等差等势线K、L、M,其中L为直线,等势线的形状关于BC和AC对称。A在K上,B、C在L上。下列说法正确的是( )
A. 该电场是由等量同种点电荷形成的
B. A、B、C三点的电场强度方向相同
C. 将同一试探电荷分别放在A、B、C三点,电荷在C点受到的电场力最大
D. 将同一试探电荷分别放在A、B、C三点,电荷在A点具有的电势能最大
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【题目】如图甲所示为某一小灯泡的U-I图线,现将两个这样的小灯泡并联再与一个4 Ω的定值电阻R串联,接在内阻为1 Ω、电动势为5 V的电源两端,如图乙所示,则( )
A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 W
B.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 W
C.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26 W
D.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W
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【题目】现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图1所示.表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上,另一端抬起一定高度构成斜面;木板上有一滑块,其后端与穿过打点计时器的纸带相连,打点计时器固定在木板上,连接频率为50Hz的交流电源.接通电源后,从静止释放滑块,滑块带动纸带上打出一系列点迹.
(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是实验中选取的计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),2、3和5、6计数点间的距离如图2所示.由图中数据求出滑块的加速度a=__m/s2(结果保留三位有效数字).
(2)已知木板的长度为l,为了求出滑块与木板间的动摩擦因数,还应测量的物理量是________.
A.滑块到达斜面底端的速度v B.滑块的质量m
C.滑块的运动时间t D.斜面高度h和底边长度x
(3)设重力加速度为g,滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ=__(用所需测量物理量的字母表示)
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【题目】如图所示,质量M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右匀速运动.现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=1kg,将一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了L=1m时,又无初速度地在木板的最右端放上第2块铁块,只要木板运动了L就在木板的最右端无初速度放一铁块.(取g=10m/s2)试问:
(1)木板与地面之间的滑动摩擦系数多大?
(2)第1块铁块放上后,木板运动了L时,木板的速度多大?
(3)最终木板上放有多少块铁块?
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【题目】如图甲所示为一电源路端电压与电流关系的函数图象,把此电源接在如图乙所示的电路中,其中R1=1 Ω,R2=R3=2 Ω。则下列说法中错误的是 ( )
A. 若C、D间连一电容为C=20μF的电容器,则电容器所带电荷量是1.5×10-5C
B. 若C、D间用一导线连接,则电源效率最高
C. 若在C、D间连一个理想电流表,其读数是0.375 A
D. 若在C、D间连一个理想电压表,其读数是0.75 V
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【题目】如图所示的电路中, 、
是两个不同的小灯泡,a、b间有恒定的电压,它们都正常发光,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,发生的现象是( )
A. 亮度不变,
变暗
B. 变暗,
变亮
C. 电路消耗的总功率变小
D. 流过滑动变阻器的电流变小
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【题目】如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α,若把初速度变为2v0,小球仍落在斜面上,则以下说法正确的是
A. 小球在空中的运动时间变为原来的2倍
B. 落到斜面上的速度变为原来的4倍
C. PQ间距是原来间距的4倍
D. 夹角α变大
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【题目】用两段等长的轻质细线将a、b两个小球连接并悬挂于O点,如图甲所示,球a受到水平向右的力3F的作用,小球b受到水平向左的力F的作用,平衡时细线都被拉紧,则系统平衡时两球的位置情况如图乙所示,则a、b两球质量之比为( )
A. 1:l B. 1:2 C. 2:1 D. 2:3
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