【题目】如图所示,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m,电荷量为q的小球,将它置于方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放,当细线离开竖直位置偏角α=60°时,小球速度为0。
(1)求小球带电性质和电场强度E;
(2)若小球恰好完成竖直圆周运动,求小球在A点应有的初速度vA的大小(可含根式)。
【答案】(1)。(2)。
【解析】
(1)对小球受力分析如图所示:
可知,小球所受电场力方向水平向右,场强也水平向右,则小球带正电荷。
由题意可知,细线离开竖直位置偏角的角平分线的位置,即为小球平衡位置,以小球为研究对象,分析受力,作出受力示意图如图。根据平衡条件得:qE=mgtan,则:
(2)小球除拉力外,还受到电场力与重力作用,由于其两个不变,因此可等效成新的重力,如图所示:
所以要小球恰好完成竖直圆周运动,则小球必须能以最小速度通过新的重力对应的最高点。根据牛顿第二定律:
从而A点到新的重力对应的最高点C,根据动能定理得:
﹣mgL(1+cos30°)﹣qELsin30°=mvC2﹣mvA2
联立以上解得:
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【题目】如图所示,空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,一个带负电的金属小球从点水平射入场区,经一段时间运动到点的右下方点,关于小球由到的运动,下列说法正确的是( )
A.小球可能做匀变速运动B.小球一定做变加速运动
C.小球动量可能不变D.小球机械能守恒
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【题目】如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是( )
A. 这个电场可能是负点电荷的电场
B. 点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大
C. 点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)
D. 负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向
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【题目】图1为某同学组装完成的简易多用电表的电路图, 和是阻值已知的固定电阻, 和是可变电阻,两电池的电动势,1~6是6个档位,电阻档的中间刻度为15:
(1)与B表笔相连的开关S接到位置_____________(选填“1” “2” “3” “4” “5”或“6”)时是电压表的大量程;电流表的大小量程之比为________________。
(2)利用该多用电表的欧姆档直接测量某电压表的内阻,现将选择开关拨至“×1k”档(另一档为小量程),调零时,将A、B两表笔短接,通过调节图1中的_____________(填元件字母),使指针指在表盘右端电阻“0”位置。再将A表笔与电压表的____________(填“正”或“负”)接线柱相连。测量时表针在图2所示位置,则电压表的内阻为_______________Ω,若此时电压表的示数为5.0V,则欧姆表内电池的电动势为_________V.
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【题目】如图所示,一游戏装置由水平倾斜角为的轨道AB、水平传送带BC、半径为R的光滑半圆弧轨道组成,O为圆弧轨道的圆心,D、C、O、E四点在同一竖直线上。游戏时,小滑块从倾斜轨道不同高度处静止释放,经过传送带后沿半圆弧轨道运动,最后由E点平抛落地面。已知小滑块与倾斜轨道、传送带的动摩擦因数分别为、,BC长为L=4m,AB长为,传送带做匀速运动,速度大小为v=4m/s,D距地面的高度H=3.05m,R=0.9m,,CD间的距离刚好允许小滑块通过,忽略传送带转轮大小和CD间距大小,小滑块经B处时无能量损失,小滑块可视为质点,其余阻力不计,sin37=0.6,求:
(1)若小滑块匀速通过传送带,求释放的高度h;
(2)在(1)问中小滑块平抛的水平距离x;
(3)小滑块平抛的水平距离x与其释放的高度h之间满足的关系。
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【题目】如图所示,水平面上固定着一个三棱柱体,其左侧光滑,倾角为α;右侧粗糙,倾角为β。放置在三棱柱体上的物块A和物块B通过一根跨过顶端定滑轮的细绳相连,若物块A和物块B始终保持静止。下列说法正确的是
A. 仅增大角α,物块B所受的摩擦力一定增大
B. 仅增大角α,物块B对三棱柱体的压力可能减小
C. 仅增大角β,绳子的拉力一定增大
D. 仅增大角β,地面对三棱柱体的支持力不变
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【题目】在光滑水平面上,小球A、B(可视为质点)沿同一直线相向运动,A球质量为1 kg,B球质量大于A球质量。如果两球间距离小于L时,两球之间会产生大小恒定的斥力,大于L时作用力消失。两球运动的速度一时间关系如图所示,下列说法正确的是
A. B球质量为2 kg
B. 两球之间的斥力大小为0. 15 N
C. t=30 s时,两球发生非弹性碰撞
D. 最终B球速度为零
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【题目】如图所示,M、N是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷,两板间产生一个水平向右的匀强电场,场强为E,一质量为m、电荷量为+q的微粒,以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中,微粒垂直打到N板上的C点.已知AB=BC.不计空气阻力,则可知
A.微粒在电场中做匀变速曲线运动
B.微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等
C.MN板间的电势差为
D.MN板间的电势差为
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【题目】如图所示,劲度数为的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了,此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4.物体与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为.则( )
A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为
C.物体做匀减速运动的时间为
D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为
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