【题目】如图所示,长度为L1=3m的绝缘水平传送带以v0=4m/s速度顺时针转动,将质量m=0.1kg、带电量q=1×10-7C的滑块(视为质点)P轻放在传送带的A端,P通过传送带后滑上绝缘水平面,水平面上有相距L2=1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场E,传送带右端B到电场左端C间的水平面光滑,其余水平面是粗糙的,滑块与传送带、其余水平面间的动摩擦因数都为μ=0.4(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。(g取10m/s2)
(1)求滑块从A端运功到B端的时间;
(2)如果滑块不会离开电场区域,电场强度E的取值范围多大;
(3)如果滑块能离开电场区域,求出电场力对滑块所做的功W与电场力F的关系式。
【答案】(1)t=1.25s (2) (3)当F≤0.1N时, ;当F>0.4N时,W=0
【解析】(1)设滑块放上传送带后由牛顿第二定律得: ①
设滑块从放到传送带上到与传送带获得相同速度的时间为t1,则: ②
滑块在t1内的位移为: ③
则此时滑块还没到达B端,接下来以v0向B匀速运动,
滑块在传送带上匀速运动时间为: ④
滑块从A端运功到B端的时间为 ⑤
(2)小滑块在摩擦力和电场力的作用下,向右做匀减速直线运动,设加速度为a,
依题意和牛顿第二定律,有: ⑥
又: ⑦
⑧
若小滑块不会从右侧离开电场区域,由匀变速直线运动规律,有: ⑨
解得: ⑩
若小滑块不会从左侧离开电场区域,必须满足:F≤f
解得:
综上所述,电场强度E的取值范围为:
(3)由(2)可知:
如果小滑块会离开电场区域,电场力F必须满足:F=qE= q=1×10-7×106≤0.1N
或F=qE = 1×10-7×4×106>0.4N
若F≤0.1N,小滑块将从右侧离开电场区域,小滑块在电场中的位移s=1.6m,
则
若F>0.4N,小滑块将从左侧离开电场区域,此过程小滑块在电场中的位移s=0,电场力做功为0,即W=0
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【题目】水平地面上固定一足够长的光滑斜面,斜面顶端有一光滑定滑轮,一轻绳跨过滑轮,绳两端分别连接小物块A和B。已知斜面倾角θ=300,小物块A的质量为m,小物块B的质量为0.8m,小物块B距离地面的高度为h,小物块A距离定滑轮足够远。开始时,小物块A和小物块B位于同一水平面上,用手按住小物块A,然后松手。则下列说法正确的是( )
A. 松手瞬间,小物块A的加速度大小为g/6
B. 松手后,小物块A的机械能守恒
C. 小物块B落地前瞬间的速度大小为
D. 小物块A能够上升到的最高点距离地面的距离为5h/3
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【题目】如图所示,从地面上A点发射一枚远程弹道导弹,沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B、C为轨道的远地点,距地面高度为h,已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G,不计空气阻力,则下列结论正确的是( )
A. 导弹在C点的速度大于
B. 导弹在C点的加速度等于
C. 导弹从A点运动到B点的时间为
D. 地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点
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【题目】甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶,在t=0到t=t1的时间内,它们的v–t图象如图所示,则在这段时间内( )
A. 汽车甲的平均速度大小
B. 汽车乙的平均速度等于
C. 汽车乙的平均速度小于
D. 汽车甲、乙的加速度大小都逐渐增大
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【题目】“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)除已有的方木板、白纸、三角板、图钉、橡皮条、细绳、铅笔外,还需要的器材______ ______(填写字母代号)
A.天平 B.弹簧秤 C.秒表 D.游标卡尺 E.刻度尺
(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是____________ (填“F”或“F’”)
(3)本实验采用的科学方法是___________
A.理想实验法 B.等效替代法
(4)本实验中以下说法正确的是___________
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间夹角必须取90°
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【题目】一圆环形铝质金属圈(阻值不随温度变化)放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直于金属圈平面(即垂直于纸面)向里,如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,那么第3s内金属圈中( )
A. 感应电流逐渐增大,沿逆时针方向
B. 感应电流恒定,沿顺时针方向
C. 圆环各微小段受力大小不变,方向沿半径指向圆心
D. 圆环各微小段受力逐渐增大,方向沿半径指向圆心
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【题目】为了精确测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω)。有以下一些器材可供选择。
电流表:A1(量程0~50mA,内阻约12Ω)
A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω)
电压表:V1(量程0~3V,内阻很大)
V2(量程0~15V,内阻很大)
电源:E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω)
定值电阻:R(30Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器:R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)
滑动变阻器:R2(0~1kΩ,允许最大电流0.5A)
单刀单掷开关S一个,导线若干
(1)电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________。(填字母代号)
(2)请在方框中画出测量电阻Rx的实验电路图_______。(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
(3)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=________。
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【题目】如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验,还需要的实验器材有______________。
(2)实验中需要测量的物理量有______________。
(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为______ N/m。图线不过原点的原因是由于_______________。
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【题目】在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕O点在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示。若小球运动到A点时,绳子突然断开,关于小球在绳断开后可能的运动情况,以下说法中正确的是
A. 小球仍做逆时针匀速圆周运动,半径不变
B. 小球仍做逆时针匀速圆周运动,半径减小
C. 小球做顺时针匀速圆周运动,半径不变
D. 小球做顺时针匀速圆周运动,半径减小
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