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(10分)在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,当小球处于A点时静止,细线与竖直方向夹角为a(如图所示),现在A点给小球一个垂直于悬线的初速度v0,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动,求:

(1)在A点给小球的初速度v0多大?
(2)此过程中小球所受的最大拉力与最小拉力之差为多大?

(1)(2)

解析试题分析:如图所示,重力与电场力的合力:F=,电场力为mgtanθ小球恰好做圆周运动,由牛顿第二定律得:,小球的最小速度
由动能定理-mg×2Lcosα-mgtanα×2Lsinα=解得。重力与电场力的合力看作等效重力F=。在等效最高点处,T1+F=,在等效最低点处T2-F=,解得:T2-T1=
考点:本题考查动能定理及向心力来源。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E="1." 0×104N/C。现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:

(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图为光滑且处于同一竖直平面内两条轨道,其中ABC的末端水平,DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道,其直径DF沿竖直方向,C、D可看作重合.现有一质量m=0.1kg可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放(取g=10m/s2).

(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动,H至少要有多高?
(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值,小球可击中与圆心等高的E点,求h.
(3)若小球自H=0.3m处静止释放,求小球到达F点对轨道的压力大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内、管口B、C的连线是水平直径,现有一带正电小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R,从小球进入管口开始,整个空间中突然加上一个匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹最后经过A点,设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:

(1)小球到达B点的速度大小;
(2)小球受到的电场力的大小和方向;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(11分)我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用。为使战斗机更容易起飞,“辽宁号”使用了跃飞技术,其甲板可简化为如图所示的模型:AB部分水平,BC部分倾斜,倾角为。战机从A点开始滑跑,C点离舰,此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为F,ABC甲板总长度为L,战斗机质量为m,离舰时的速度为vm,不计飞机在B处的机械能损失。求AB部分的长度。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,在场强E=104N/C的水平匀强电场中,有一根长l=15 cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3 ×10-3kg,带电荷量q=2×10-6C的小球,当细线处于水平位置时,小球从静止开始释放,

(1)小球到达最低达最低点B时的速度是多大?
(2)小球到达最低点B时绳的拉力是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(1 0分)一种弹珠游戏如图,球1以初速v0出发,与球2发生弹性正碰,使球2进入洞中,但球1不能进洞。已知两球的质量比m1: m2=3:2,两球所受阻力均为自身重力的倍。开始时两球间距、球2与洞口间距均为L。求:

①两球碰撞完成的瞬间二者速度大小之比;
②为了能够完成任务,球1的初速度v0的最小值。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在半径R=5 000 km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2 kg的小球,从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示.求:

(1)圆轨道的半径及星球表面的重力加速度.
(2)该星球的第一宇宙速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

测量滑块在运动过程中所受的合外力是“探究动能定理”实验要解决的一个重要问题。为此,某同学设计了如下实验方案:

A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。请回答下列问题:
①滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是;
②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小钩码的重力大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);

③当滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时,某同学打出的一条纸带如图所示,用刻度尺测得记数点1,2,3,4到记数起点O的距离分别为3.15cm,12.40cm,27.70cm,49.05cm,由此可得,物体的加速度为_____m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
④若滑块质量为M、钩码质量为m、当打点计时器打下1、3点时滑块的速度分别为,1、3两点之间距离为s,重力加速度为g,探究结果的表达式是。(用相应的符号表示)

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