【題目】如圖所示,光滑絕緣細桿豎直放置,細桿右側(cè)距桿0.3m處有一固定的點電荷Q,M、N是細桿上的兩點,點M與Q、點N與Q的連線與桿的夾角均為θ=37°.一中間有孔的帶電小球穿在絕緣細桿上滑下,通過M點時加速度為零,速度為3m/s,取g=10m/s2 , 求小球下落到N點時的加速度大小和速度大。
【答案】解:設(shè)小球在M點受到的電場力為F,則小球在N點受到的電場力也為F.
在M處,根據(jù)平衡條件得:Fcosθ﹣mg=0 ①
在N處,根據(jù)牛頓第二定律得:Fcosθ+mg=ma ②
聯(lián)立①②得:a=2g=20m/s2,方向豎直向下.
設(shè)M N兩點的高度差為h,M、N兩點位于同一等勢面上,所以小球從M運動到N的過程中,電場力做功為零,由動能定理得:
mgh= ③
由幾何關(guān)系得:h=0.6cotθ ④
聯(lián)立③④得:vN=5m/s;
答:小球下落到N點時的加速度大小為20m/s2,速度大小為5m/s.
【解析】首先根據(jù)庫侖定律判斷出小球在M點受到的電場力和小球在N點受到的電場力大小相等,然后。根據(jù)題意M點受合力為0,列出平衡方程,再根據(jù)牛頓第二定律列出小球在N點的方程,求解加速度;根據(jù)點電荷周圍等勢面分布規(guī)律,M、N兩點距點電荷Q距離相等位于同一等勢面上 ,從M運動到N的過程中,電場力做功不做功,只有重力做功。利用動能定理求出從M運動到N的高度,最后利用運動學公式,求出在N點時的速度。
【考點精析】本題主要考查了動能定理的綜合應(yīng)用和庫侖定律的相關(guān)知識點,需要掌握應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷;在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上;適用條件:真空中的點電荷才能正確解答此題.
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【題目】某同學利用打點計時器和氣墊導軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗,氣墊導軌裝置如圖1甲表示,所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,壓縮空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上,如圖1乙所示,這樣就大大減小因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差.
(1)下面是實驗的主要步驟:
①安裝好氣墊導軌,調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導軌水平;
②向氣墊導軌通入壓縮空氣;
③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點計時器越過彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點計時器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時,紙帶始終在水平方向;
④滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩;
⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間;
⑥先 , 然后 , 讓滑塊帶動紙帶一起運動;
⑦取下紙帶,重復步驟④⑤⑥,選出較理想的紙帶如圖2所示:
⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.試完善實驗步驟⑥的內(nèi)容.
(2)已知打點計時器每隔0.02s打一個點,計算可知,兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為 kgm/s;兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為 kgm/s(保留三位有效數(shù)字).
(3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是 .
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【題目】在光滑水平桌面上,原來靜止的物體在水平力F的作用下,經(jīng)過時間t、通過位移L后,動量變?yōu)镻、動能變?yōu)镋K , 以下說法正確的是( )
A.在力F作用下,這個物體經(jīng)過位移2L,其動量將等于2P
B.在力F作用下,這個物體經(jīng)過位移2L,其動能將等于4EK
C.在力F作用下,這個物體經(jīng)過時間2t,其動能將等于2EK
D.在力F作用下,這個物體經(jīng)過時間2 t,其動能將等于4EK
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】“驗證力的平行四邊形定則”的實驗如圖實甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩。如圖乙所示是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。
(1)圖乙中的__________是力F1和F2的合力的理論值;________是力F1和F2的合力的實際測量值。
(2)在實驗中,如果將細繩也換成橡皮筋,那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化?答:________。(選填“變”或“不變”)
(3)本實驗采用的科學方法是(___)
A.理想實驗法 B.等效替代法
C.控制變量法 D.建立物理模型法
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【題目】實驗觀察到,靜止在勻強磁場中A點的原子核發(fā)生β衰變,衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運動,運動方向和軌跡示意如圖.則( )
A.軌跡1是電子的,磁場方向垂直紙面向外
B.軌跡2是電子的,磁場方向垂直紙面向外
C.軌跡1是新核的,磁場方向垂直紙面向里
D.軌跡2是新核的,磁場方向垂直紙面向里
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【題目】如圖所示是甲、乙兩物體從同一點出發(fā)的位移-時間(x-t)圖象,由圖象可以看出在0~4s這段時間內(nèi)( 。
A. 甲、乙兩物體始終同向運動
B. 2s時甲、乙兩物體之間的距離最大
C. 甲的平均速度大于乙的平均速度
D. 甲、乙兩物體之間的最大距離為3m
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【題目】a、b、c三個質(zhì)點在x軸上運動,它們的位移-時間圖象如圖所示,下列說法正確的是( 。
A. 在0-t3時間內(nèi),三個質(zhì)點位移相同
B. 在0-t3時間內(nèi),質(zhì)點c的路程比質(zhì)點b的路程大
C. 質(zhì)點a在時刻t2改變運動方向,質(zhì)點c在時刻t1改變運動方向
D. 在t2-t3這段時間內(nèi),三個質(zhì)點運動方向相同
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【題目】如圖所示,一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN垂直.從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止,下列結(jié)論正確的是( )
A.感應(yīng)電流方向發(fā)生變化
B.CD段直線始終不受安培力
C.感應(yīng)電動勢最大值E=Bav
D.感應(yīng)電動勢平均值
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】帶有 光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的小車靜止置于光滑水平面上,如圖所示,一質(zhì)量也為M的小球以速度v0水平?jīng)_上小車,到達某一高度后,小球又返回車的左端,則( )
A.小球以后將向左做平拋運動
B.小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運動
C.此過程小球?qū)π≤囎龅墓? Mv02
D.小球在弧形槽上升的最大高度為
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