【题目】如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下(小球的重力大于所受的电场力).
(1)已知小球的质量为m,电量大小为q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α,求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;
(2)若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面的高度h至少应为多大?
(3)若小球从斜轨道h=5R处由静止释放.假设其能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量.
【答案】(1)已知小球的质量为m,电量大小为q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α,小球沿斜轨道下滑的加速度的大小为;
(2)若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来,A点距水平地面的高度h至少应为
(3)若小球从斜轨道h=5R处由静止释放.假设其能够通过B点,在此过程中小球机械能的改变量3qER
【解析】
试题带负电的小球从斜面滚下时,对其受力分析,利用力的合成求出合力,再由牛顿第二定律可算出小球的加速度.若要使小球恰能通过圆轨迹道最高点,由最高点受力利用牛顿第二定律可确定速度,最后运用动能定理求出小球释放的高度;小球在运动过程中,由于有电场力做功,所以机械能不守恒,正是由于电场力做功导致机械能发生改变的,因此此过程中小球机械能的改变量与电场力做功多少有关.
解:(1)由牛顿第二定律有(mg﹣qE)sinα=ma得:
a=
(2)球恰能过B点有:
(mg﹣qE)=(1)
由动能定理,从A点到B点过程,则有:
(mg﹣qE)(h1﹣2R)=﹣0 (2)
由(1)(2)解得h1=
(3)因电场力做负功,导致机械能减少,电势能增加
则增加量:△E=qE(h2﹣2R)=qE(5R﹣2R)=3qER
由能量守恒定律得机械能减少,且减少量为3qER.
答:(1)已知小球的质量为m,电量大小为q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α,小球沿斜轨道下滑的加速度的大小为;
(2)若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来,A点距水平地面的高度h至少应为
(3)若小球从斜轨道h=5R处由静止释放.假设其能够通过B点,在此过程中小球机械能的改变量3qER
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,A、B为平行板电容器的金属板,G为静电计.开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度.为了使指针张开角度增大一些,应该采取的措施是( )
A. 断开开关S后,将A、B两极板靠近一些
B. 断开开关S后,将A、B两极板分开一些
C. 断开开关S后,将A板上移一些
D. 保持开关S闭合,减小R的阻值
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】在十字路口,汽车以的加速度从停车线启动做匀加速运动,恰好有一辆自行车以的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶求:
(1)什么时候它们相距最远?最远距离是多少?
(2)在什么地方汽车追上自行车?追到时汽车的速度是多大?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,A球的质量为m1,B球的质量为m2,弹簧的质量不计,倾角为0的斜面光滑,系统静止时弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是
A. B球的瞬时加速度为0
B. B球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
C. A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为
D. A、B两球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在竖直平面内有一倾角θ=37°的传送带,两皮带轮AB轴心之间的距离L=3.2 m,沿顺时针方向以v0=2 m/s匀速运动。一质量m=2 kg的物块P从传送带顶端无初速度释放,物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5。物块P离开传送带后在C点沿切线方向无能量损失地进入半径为m的光滑圆弧形轨道CDF,并沿轨道运动至最低点F,与位于圆弧轨道最低点的物块Q发生碰撞,碰撞时间极短,物块Q的质量M =1 kg,物块P和Q均可视为质点,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,。求:
(1)物块P从传送带离开时的动量;
(2)传送带对物块P做功为多少;
(3)物块P与物块Q碰撞后瞬间,物块P对圆弧轨道压力大小的取值范围。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】等量异种点电荷的连线和中垂线如图所示,现将一个带负电的检验电荷先从图中的a点沿直线移动到b点,再从b点沿直线移动到c点,则检验电荷在此全过程中( )
A. 所受电场力的方向变化
B. 所受电场力的大小恒定
C. 电场力一直做正功
D. 电势能先不变后减小
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】某同学在做“研究平抛运动”的实验时,记录了小球运动轨迹。a、b、c为轨迹上的三个点,取a点为坐标原点,建立如图所示坐标系(水平向右为轴正方向,竖直向下为轴正方向,)。那么小球作平抛运动的初速度为_______;小球开始做平抛运动的位置坐标______;_______。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】某研究性学习小组进行课外实验,一枚小火箭由地面竖直向上发射,火箭升空后某时刻开始计时,其图象如图所示,由图象可知
A. 4s时刻火箭离地面最远
B. 在时间内火箭上升,3s时火箭开始下落
C. 在时间内火箭的加速度为,做自由落体运动
D. 由知时间内火箭的平均速度为0
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长.现滑块A被水平飞来的质量为mC=10g,速度为400m/s的子弹击中,且没有穿出,如图所示,试求:
(1)子弹击中A的瞬间A和B的速度分别为多少?
(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能?
(3)弹簧恢复原长时,两滑块的速度分别为多少?
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com