【题目】在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=5×105N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个带电荷量q=1.2×10-7C、质量m=0.02 kg的带负电绝缘物块,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2 m/s,如图所示,求:
(1)物块向右运动的最大距离;
(2)物块最终停止时的位置.(g取10 m/s2)
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【题目】如图所示,水平传送带上A、B两端点间距L=4m,半径R=1m的光滑半圆形轨道固于竖直平面内,下端与传送带B相切。传送带以v0=4m/s的速度沿图示方向匀速运动,质量m=lkg的小滑块由静止放到传送带的A端,经一段时间运动到B端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。
(1)求滑块到达B端的速度;
(2)求滑块由A运动到B的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量;
(3)仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。
【答案】(1)vB=4m/s (2)Q=8J (3)不能通过最高点
【解析】试题分析:⑴滑块开始时在传送带上先向右做加速运动,若传送带足够长,设当滑块速度v=v0时已运动距离为x,根据动能定理有:μmgx=-0
解得:x=1.6m<L, 所以滑块将以速度v=v0=4m/s做匀速运动至B端
⑵设滑块与传送带发生相对运动的时间为t,则:v0=μgt
皮带通过的位移为:x′=v0t
滑块与传送带之间相对滑动的距离为:Δx=x′-x
滑块与传送带之间产生的热量为:Q=μmgΔx
联立以上各式解得:Q=8J
⑶设滑块通过最高点C的最小速度为vC,经过C点时,根据向心力公式和牛顿第二定律有:mg=
在滑块从B运动到C的过程中,根据动能定理有:-2mgR=-
解得要使滑块能通过圆轨道最高点C时经过B的速度最小为:vB=m/s
若仅改变传送带的速度,其他条件不变,使得滑块一直做匀加速直线运动至B的速度为最大速度,设为vm,根据动能定理有:μmgL=-0
解得:vm=m/s<vB=m/s,所以仅改变传送带的速度,滑块不能通过圆轨道最高点
考点:本题主要考查了匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、动能定理、功能关系的应用问题,属于中档题。
【题型】解答题
【结束】
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【题目】如图所示,在xOy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L, )的A点静止释放.
(1)求粒子第一次通过y轴时速度的大小;
(2)求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度;
(3)现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B的大小取值范围.
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【题目】刀削面是西北人喜欢的面食之一,因其风味独特,驰名中外.刀削面全凭刀削,因此得名.如图所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用一刀片飞快的水平削下一片片很薄的面片儿,面片便飞向锅里,若面团到锅的上沿的竖直距离为,最近的水平距离为,锅的半径为.要想使削出的面片落入锅中.
()面片从抛出到锅的上沿在空中运动时间?
()面片的水平初速度的范围?()
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【题目】如图所示在理想变压器电路中,原副线圈的匝数比为3:1,电阻R1与R2阻值相等。a、b两端接电压恒定的正弦交流电源。在滑动变阻器滑片P向右移动的过程中( )
A.R1消耗的功率增大
B.电源的输入功率增大
C.R1、R2两端的电压之比恒为3:1
D.R1、R2消耗的功率之比恒为1:9
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【题目】如图所示,两平行带电金属板之间存在匀强电场。有一带电粒子(不计重力)从上极板的左边缘沿水平方向射入匀强电场,第一次沿轨迹①从两板右端连线的中点飞出;第二次沿轨迹②落到下板中点。设其它条件不变,则( )
A..若粒子两次射入电场的水平速度相同,则电压U1:U2=1:4
B.若粒子两次射入电场的水平速度相同,则电压U1:U2=1:8
C.若两次偏转电压相同,则粒子两次射入电场的水平速度v1:v2=:1
D.若两次偏转电压相同,则粒子两次射入电场的水平速度v1:v2=:1
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【题目】如图所示,摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台,接着以v=3m/s水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为R=1.0m,人和车的总质量为180kg,特技表演的全过程中,阻力忽略不计.(计算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:
(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离S;
(2)从平台飞出到A点时速度及圆弧对应圆心角θ;
(3)人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力大小;
(4)人和车运动到圆弧轨道最低点O速度v′=m/s此时对轨道的压力大小.
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【题目】如图所示,abcd是矩形的四个顶点,它们正好处于某一匀强电场中,电场线与矩形所在平面平行。已知,;a点电势为15V,b点电势为24V,d点电势为6V。则此匀强电场的电场强度大小为( )
A. 300V/mB. 600V/mC. V/m D. V/m
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【题目】在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻约为5Ω.实验室备有下列实验器材:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~25Ω,0.3A)
F.变阻器R2(0~200 Ω,0.1A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)
H.螺旋测微器
I.米尺
J.开关S,导线若干
(1)如图螺旋测微器的读数为________mm.
(2)为了提高实验精确度,减小实验误差,实验中电流表应选用______,电压表应选用_______滑动变阻器应选_______(请填写器材前面的序号).
(3)为了减小实验误差,应选用图甲中______(选填“a”或“b”)为该实验的电路图。
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【题目】图a是用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的自感线圈,其直流电阻值也为R。图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图象。关于这些图象,下列说法中正确的是
A.甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
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