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17.在光滑的水平面上有两个电量分别为Q1、Q2的带异种电荷的小球,Q1=4Q2,m2=4m1问要保持两小球距离不变,可以使小球做匀速圆周运动;两小球的速度大小之比为4:1.(只受库仑力作用)

分析 两个球之间的库仑力为吸引力,要保持两小球距离不变,可以使库仑力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解线速度之比.

解答 解:两异种点电荷能绕圆心各自做匀速圆周运动,向心力是由它们间的库仑力提供,根据牛顿第二定律,有:
F=m1r1ω2=m2r2ω2
故r1:r2=m2:m1=4:1
根据v=rω,故:
v1:v2=r1:r2=4:1
故答案为:匀速圆周,4:1.

点评 虽然由库仑力提供向心力,但值得注意的是库仑力的间距与它们做圆周运动的半径不是相等的.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

7.某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验.图1为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶(总质量为m),D为一端带有定滑轮的长木板.
若保持砂和砂桶质量m不变,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M及对应的$\frac{1}{M}$数据如所示.
次数12345
小车加速度a/(m•s-21.981.481.000.670.50
小车质量M/kg0.250.330.500.751.00
质量倒数$\frac{1}{M}$/kg-14.003.002.001.331.00

(1)根据表数据,为直观反映F不变时a与M的关系,请在图2所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系,并作出图线.
(2)从图线中得到F不变时,小车加速度a与质量M之间存在的关系是a∝$\frac{1}{M}$.
(3)某同学在探究a与F的关系时,把砂和砂桶的总重力当作  小车的合外力F,作出a-F图线如图3所示,试分析图线不过原点的原因是平衡摩擦力时木板倾角太大,图线上部弯曲的原因是没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量.
(4)为了探究两个物理量之间的关系,要保持第三个物理量不变,这种探究方法叫做控制变量法.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

8.在物理学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法正确的是(  )
A.自然界的电荷只有两种,美国科学家密立根将其命名为正电荷和负电荷,美国物理学家富兰克林通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值
B.卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量G和静电力常量k的数值
C.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
D.开普勒提出了三大行星运动定律后,牛顿发现了万有引力定律

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

5.(1)在做“探究平抛运动”的实验时,让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹.下面列出了一些操作要求,将正确的选项前面的字母填在横线上ACE.
A.调节斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的凹槽每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示.a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1?:4,则:

①由以上信息,可知a点是(选填“是”或“不是”)小球的抛出点;
②由以上及图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为8m/s2
③由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是0.8 m/s;
④由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是$\frac{\sqrt{2}}{5}$ m/s.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

12.一个质量为m=2kg的物块静止放置在粗糙水平地面O处,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,在水平拉力F作用下物块由静止开始沿水平地面向右运动,经过一段时间后,物块回到出发点O处,取水平向右为速度的正方向,如图a所示,物块运动过程中其速度v随时间t变化规律如图b所示,重力加速度g取l0m/s2,求:
(1)经过几秒水平拉力方向改变?两过程水平拉力大小分别是多少?
(2)物体经过几秒回到出发点?总路程是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

2.如图所示为足球球门,球门宽为L,一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起,将足球顶入球门的右下方死角(图中P点).球员顶球点距离地面高度为h.足球做平抛运动(足球可看做质点,忽略空气阻力)则下列说法错误的是(  )
A.足球位移大小x=$\sqrt{\frac{{L}^{2}}{4}+{s}^{2}}$
B.足球初速度的大小v0=$\sqrt{\frac{g}{2h}(\frac{{L}^{2}}{4}+{s}^{2})}$
C.足球刚落地时速度大小v=$\sqrt{\frac{g}{2h}(\frac{{L}^{2}}{4}+{s}^{2})+4gh}$
D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tanθ=$\frac{L}{2s}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

9.2015年11月30日,蹦床世锦赛在丹麦落下帷幕,中国代表团获得8金3银2铜,领跑世锦赛的奖牌榜.一位运动员从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,利用仪器测得该运动员从高处开始下落到弹回的整个过程中,运动速度随时间变化的图象如图所示,图中Oa段和cd段为直线.由图可知,运动员发生超重的时间段为(  )
A.0~t1B.t1~t2C.t2~t4D.t4~t5

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.如图所示,质量分别为2m、m的球A、B由轻质弹簧相连 后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀加速运动的电梯内,电梯的加速度为a,当小球和电梯保持相对静止后突然剪断细线,则细线剪断前其拉力大小和线断的瞬间弹簧的弹力大小和小球B的加速度大小分别为(已知重力加速度为g)(  )
A.3mg+3ma,mg+ma,aB.3mg+3ma,ma,0C.3mg,mg,aD.3mg+3ma,mg+ma,0

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

11.斜面上的物体受到平行于斜面向下的力F的作用,力F随时间变化的图象及物体运动的v-t图象如图7所示.由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是(g取10m/s2)(  )
A.物体的质量mB.斜面的倾角θ
C.物体与斜面间的动摩擦因数μD.μ>tanθ

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