【題目】如圖所示,一個(gè)絕緣光滑圓環(huán)豎直放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,圓環(huán)半徑大小為R=1.0m,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=6.0×106v/m,現(xiàn)將一小物塊由與圓心O等高的位置A點(diǎn)靜止釋放,已知小物塊質(zhì)量為m=1.6kg,電荷量為q=+2.0×10-6C,釋放后滑塊將沿著圓環(huán)滑動(dòng)。小物塊可視為質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2。求:
(1)當(dāng)物塊滑到圓環(huán)最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小
(2)若在圓環(huán)最低點(diǎn)B點(diǎn)給小物塊一個(gè)水平向左的初速度 ,那么物塊能否緊貼圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。(寫出詳細(xì)分析、判定過程)(已知: ; )
【答案】
(1)
物塊由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,重力做正功,電場(chǎng)力做負(fù)功。
由動(dòng)能定理可得
可得
在B點(diǎn)由
可得支持力
由牛頓第三定律可得物塊對(duì)軌道的壓力大小為
(2)
設(shè)在C位置時(shí)重力與電場(chǎng)力的合力恰好指向圓心提供物塊做圓周運(yùn)動(dòng)向心力時(shí),物塊剛好脫離圓環(huán)。
此時(shí)有 ,解得 ,
OC與豎直方向夾角為370,若在圓環(huán)最低點(diǎn)B點(diǎn)給小物塊一個(gè)水平向左的初速度 ,在由B到C的運(yùn)動(dòng)過程中由動(dòng)能定理可得:
可解得 > 。因此物塊能夠緊貼圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)
【解析】(1)物塊由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,重力做正功,電場(chǎng)力做負(fù)功。
由動(dòng)能定理可得
可得
在B點(diǎn)由
可得支持力
由牛頓第三定律可得物塊對(duì)軌道的壓力大小為 (2)設(shè)在C位置時(shí)重力與電場(chǎng)力的合力恰好指向圓心提供物塊做圓周運(yùn)動(dòng)向心力時(shí),物塊剛好脫離圓環(huán)。
此時(shí)有 ,解得 ,
OC與豎直方向夾角為370 , 若在圓環(huán)最低點(diǎn)B點(diǎn)給小物塊一個(gè)水平向左的初速度 ,在由B到C的運(yùn)動(dòng)過程中由動(dòng)能定理可得:
可解得 > 。因此物塊能夠緊貼圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解牛頓定律與圖象的相關(guān)知識(shí),掌握牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;對(duì)牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F合=ma,F(xiàn)合是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,由相隔一定距離的兩個(gè)固定的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,有三條相距較近的等差等勢(shì)線K、L、M,其中L為直線,等勢(shì)線的形狀關(guān)于BC和AC對(duì)稱。A在K上,B、C在L上。下列說法正確的是( )
A. 該電場(chǎng)是由等量同種點(diǎn)電荷形成的
B. A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同
C. 將同一試探電荷分別放在A、B、C三點(diǎn),電荷在C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力最大
D. 將同一試探電荷分別放在A、B、C三點(diǎn),電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能最大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示為某一小燈泡的U-I圖線,現(xiàn)將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)再與一個(gè)4 Ω的定值電阻R串聯(lián),接在內(nèi)阻為1 Ω、電動(dòng)勢(shì)為5 V的電源兩端,如圖乙所示,則( )
A.通過每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為0.2 A,此時(shí)每盞小燈泡的電功率為0.6 W
B.通過每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為0.3 A,此時(shí)每盞小燈泡的電功率為0.6 W
C.通過每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為0.2 A,此時(shí)每盞小燈泡的電功率為0.26 W
D.通過每盞小燈泡的電流強(qiáng)度為0.3 A,此時(shí)每盞小燈泡的電功率為0.4 W
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)要測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),實(shí)驗(yàn)裝置如圖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構(gòu)成斜面;木板上有一滑塊,其后端與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上,連接頻率為50Hz的交流電源.接通電源后,從靜止釋放滑塊,滑塊帶動(dòng)紙帶上打出一系列點(diǎn)跡.
(1)圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分:0、1、2、3、4、5、6是實(shí)驗(yàn)中選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),2、3和5、6計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示.由圖中數(shù)據(jù)求出滑塊的加速度a=__m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
(2)已知木板的長(zhǎng)度為l,為了求出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),還應(yīng)測(cè)量的物理量是________.
A.滑塊到達(dá)斜面底端的速度v B.滑塊的質(zhì)量m
C.滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t D.斜面高度h和底邊長(zhǎng)度x
(3)設(shè)重力加速度為g,滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=__(用所需測(cè)量物理量的字母表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量M=10kg、上表面光滑的足夠長(zhǎng)的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右勻速運(yùn)動(dòng).現(xiàn)有足夠多的小鐵塊,它們的質(zhì)量均為m=1kg,將一鐵塊無初速地放在木板的最右端,當(dāng)木板運(yùn)動(dòng)了L=1m時(shí),又無初速度地在木板的最右端放上第2塊鐵塊,只要木板運(yùn)動(dòng)了L就在木板的最右端無初速度放一鐵塊.(取g=10m/s2)試問:
(1)木板與地面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)多大?
(2)第1塊鐵塊放上后,木板運(yùn)動(dòng)了L時(shí),木板的速度多大?
(3)最終木板上放有多少塊鐵塊?
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【題目】如圖甲所示為一電源路端電壓與電流關(guān)系的函數(shù)圖象,把此電源接在如圖乙所示的電路中,其中R1=1 Ω,R2=R3=2 Ω。則下列說法中錯(cuò)誤的是 ( )
A. 若C、D間連一電容為C=20μF的電容器,則電容器所帶電荷量是1.5×10-5C
B. 若C、D間用一導(dǎo)線連接,則電源效率最高
C. 若在C、D間連一個(gè)理想電流表,其讀數(shù)是0.375 A
D. 若在C、D間連一個(gè)理想電壓表,其讀數(shù)是0.75 V
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【題目】如圖所示的電路中, 、是兩個(gè)不同的小燈泡,a、b間有恒定的電壓,它們都正常發(fā)光,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),發(fā)生的現(xiàn)象是( )
A. 亮度不變, 變暗
B. 變暗, 變亮
C. 電路消耗的總功率變小
D. 流過滑動(dòng)變阻器的電流變小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,從傾角為θ的足夠長(zhǎng)的斜面頂端P以速度v0拋出一個(gè)小球,落在斜面上某處Q點(diǎn),小球落在斜面上的速度與斜面的夾角為α,若把初速度變?yōu)?/span>2v0,小球仍落在斜面上,則以下說法正確的是
A. 小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍
B. 落到斜面上的速度變?yōu)樵瓉淼?/span>4倍
C. PQ間距是原來間距的4倍
D. 夾角α變大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用兩段等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線將a、b兩個(gè)小球連接并懸掛于O點(diǎn),如圖甲所示,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,平衡時(shí)細(xì)線都被拉緊,則系統(tǒng)平衡時(shí)兩球的位置情況如圖乙所示,則a、b兩球質(zhì)量之比為( )
A. 1:l B. 1:2 C. 2:1 D. 2:3
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