(2012?閔行區(qū)三模)如圖(a)所示,在電場強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B(可被視為質(zhì)點(diǎn)),被固定在一根絕緣輕桿的兩端,輕桿可繞與電場方向垂直的固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),小球A、B與軸O間的距離分別為l、2l,其中小球B上帶有電量為q的正電荷,小球A不帶電.將輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)到水平方向后,無初速釋放,若已知
.
mg
=
3
6


求:(1)輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)到何位置時(shí),小球A、B的速率達(dá)到最大.
(2)若l=
3
米,小球A、B的最大速率為多少?
某同學(xué)是這樣解的:(1)目前輕桿無法平衡,在小球A、B的帶動(dòng)下,開始順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)A、B的速度達(dá)到最大時(shí),小球B所受的電場力與重力的合力恰與桿平行,如圖(b)所示,所以tanθ=qE/mg=…,
(2)對從a圖位置到b圖位置過程用動(dòng)能定理求出A、B兩球的最大速率.你認(rèn)為這位同學(xué)的解法是否正確,若正確,請完成計(jì)算;若不正確,請說明理由,并用你自己的方法算出正確結(jié)果.
分析:(1)解題方法不正確,因?yàn)楫?dāng)小球A、B的速度達(dá)到最大時(shí),整個(gè)系統(tǒng)處于力矩平衡狀態(tài).根據(jù)力矩平衡列式求解;
(2)對從a圖位置到b圖位置過程用動(dòng)能定理即可求解.
解答:解:(1)解題方法不正確
因?yàn)楫?dāng)小球A、B的速度達(dá)到最大時(shí),整個(gè)系統(tǒng)處于力矩平衡狀態(tài).
當(dāng)系統(tǒng)處于力矩平衡時(shí):MGA+M=MGB
設(shè)此時(shí)輕桿與豎直方向夾角為θ,則
mglsinθ+Eq2lcosθ=2mglsinθ
解得:tanθ=
3
3

θ=30°
(2)對從a圖位置到b圖位置過程用動(dòng)能定理得:
2mglcos30°-mglcos30°-2qEsin30°=
1
2
mvA2+
1
2
m(2vA2
解得:vA=2m/s
vB=2vA=4m/s
答:(1)輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)到與豎直方向成30°時(shí),小球A、B的速率達(dá)到最大.
(2)若l=
3
米,小球A的最大速率為2m/s,B的最大速率為4m/s.
點(diǎn)評(píng):解答本題要注意當(dāng)小球A、B的速度達(dá)到最大時(shí),整個(gè)系統(tǒng)處于力矩平衡狀態(tài),難度適中.
練習(xí)冊系列答案
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(2012?閔行區(qū)三模)如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置,部分導(dǎo)線已連接.
(1)用筆線代替導(dǎo)線將圖中未完成的電路連接好.
(2)如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么閉合電鍵后,將原線圈迅速插入副線圈的過程中,電流計(jì)指針將向
偏;原線圈插入副線圈后,將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向右移動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針將向
偏.

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(2012?閔行區(qū)三模)使一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)按圖中箭頭所示的順序變化,圖線BC是一段以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線.
(1)已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA=300K,問氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多大?
(2)將上述氣體變化過程在V-T中表示出來(圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn),并且要畫箭頭表示變化方向).

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(2012?閔行區(qū)三模)約里奧?居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),他們發(fā)現(xiàn)的放射性元索
 
30
15
P衰變成
 
30
14
Si的同時(shí)放出另一種粒子,這種粒子是
正電子
正電子
 
32
15
P是
 
30
15
P的同位素,被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1mg 
 
32
15
P隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖所示,請估算4mg的
 
32
15
P經(jīng)多
56
56
天的衰變后還剩0.25mg.

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(2012?閔行區(qū)三模)如圖所示電路中,電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)電阻為r,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b滑動(dòng)的過程中,電流表、電壓表的示數(shù)變化情況是( 。

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