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如图9-3-9,水平放置的平行金属板间有匀强电场.一根长l的绝缘细绳一端固定在O点,另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球.小球原来静止在C点.当给小球一个水平冲量后,它可以在竖直面内绕O点做匀速圆周运动.若将两板间的电压增大为原来的3倍,求:要使小球从C点开始在竖直面内绕O点做圆周运动,至少要给小球多大的水平冲量?在这种情况下,在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大?

图9-3-9

解析:根据已知条件,原来小球受到的电场力和重力大小相等,增大电压后电场力是重力的3倍.在C点,最小速度对应最小的向心力,这时细绳的拉力为零,合力为2mg,可求得速度为v=,因此给小球的最小冲量为I=m.在最高点D小球受到的拉力最大.从C到D对小球用动能定理:2mg·2l=mvD2-mvC2,在D点F-2mg=,解得F=12mg.

答案:m       12mg


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a,0)点(a>0),沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动,进入x>0区域,求:
(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由;
(2)油滴在M点运动速度的大小;
(3)油滴进入x>O区域,若能到达x轴上的N点(在图9中未标出),油滴在N点时速度大小是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

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Ⅰ.某同学做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验装置如图1,小车在橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行.用一条橡皮筋时对小车做的功记为W,当用2条、3条…,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.实验中木板水平放置,小车在橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是
 

A.橡皮筋仍处于伸长状态
B.橡皮筋恰好恢复原长
C.小车恰好运动到两个铁钉的连线处
D.小车已超过两个铁钉的连线
Ⅱ.探究能力是物理学研究的重要能力之一,有同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关.他以圆形砂轮为研究对象,研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系.砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为
10
π
牛(不计转轴与砂轮的摩擦),分别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同的角速度旋转进行实验,得到数据如下表所示:
(1)由上述数据推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为
 
(比例系数用k表示).
(2)以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是
 

半径r/cm 质量m/kg 角速度ω(rad/s) 圈数 转动动能Ek/J
4 1 2 8
4 1 3 18
4 1 4 32
4 2 2 16
4 3 2 24
4 4 2 32
8 1 2 16
12 1 2 24
16 1 2 32
Ⅲ.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图2所示的装置,图中长木板水平固定.
(1)实验过程中,电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上.调整定滑轮高度,使
 

(2)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数
μ=
 

(3)如图3为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.则木块加速度大小a=
 
 m/s2(保留两位有效数字).

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年安徽省蚌埠二中高三(上)月考物理试卷(12月份)(解析版) 题型:解答题

如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a,0)点(a>0),沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动,进入x>0区域,求:
(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由;
(2)油滴在M点运动速度的大小;
(3)油滴进入x>O区域,若能到达x轴上的N点(在图9中未标出),油滴在N点时速度大小是多少?

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年江西省南昌市八一中学高三(上)第四次月考物理试卷(解析版) 题型:解答题

如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a,0)点(a>0),沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动,进入x>0区域,求:
(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由;
(2)油滴在M点运动速度的大小;
(3)油滴进入x>O区域,若能到达x轴上的N点(在图9中未标出),油滴在N点时速度大小是多少?

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