【题目】如图,空间存在水平方向的匀强电场E=2.0×104N/C,在A处有一个质量为0.3kg的质点,所带的电荷量为q=+2.0×10-4C,用一长为L=600cm的不可伸长的绝缘细线与固定点O连接。AO与电场线平行处于水平状态,取g=10m/s2.现让该质点在A处由静止释放,求:
(1)释放瞬间质点的加速度;
(2)从释放到第一次到达O点正下方过程中质点机械能的变化量;
(3)质点第一次到达O点正下方时的速度大小v。
【答案】(1),方向与水平方向成角斜向下(2)增加24J(3)
【解析】
(1)在释放的瞬间对质点受力分析,质点受水平向左的电场力 ,竖直向下的重力作用。故合力为:
代入数据解得F=5N,方向与水平方向成斜向左下方.
根据牛顿第二定律可知:
代入数据解得:,方向沿水平方向成斜向左下方
(2)质点从释放到运动到O点正下方的过程中一直做直线运动,其中电场力做正功,电势能减少。根据能量守恒,减少的电势能转化成增加的机械能。故此过程机械能增加量:
(3)由释放到第一次到达O点的过程对质点应用动能定理可得:
代入数据联立解得
答:(1)释放瞬间的加速度为,方向与水平方向成370角斜向下
(2)机械能增加24J
(3)到O点正下方的速度为
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【题目】如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中( )
A.海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比
B.海王星在Q点的角速度大于P点的角速度
C.从P到M所用时间小于
D.从P到Q阶段,速率逐渐变小
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【题目】如图所示,abcd为固定在竖直平面内的光滑轨道,其中ab倾斜、bc水平、cd为半径R=0.25m的圆弧轨道三部分平滑连接,c为圆弧轨道的最低点,可为质点的小球m1和m2中间压缩轻质弹簧静止在水平轨道上(弹簧与两小球不栓接且被锁定),水平档板c与d点竖直距离h=0.15m。现解除对弹簧的锁定,小球m1脱离弹簧后恰能沿轨道运动到a处,ab的竖直高度差H=1.8m,小球m2沿轨道cd运动冲出轨道打在水平档板c上。已知m1=0.5kg,m2=1.0kg,在C点时小球m2对轨道压力的大小为46N,已知弹簧恢复原长时小球仍处于水平轨道,不计空气阻力,g=10m/s2求:
(1)弹簧最大的弹性势能
(2)小球m2离开d点到打在水平档板e上的时间。
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【题目】如图所示,甲、乙两物体用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,其中甲物体静止在粗糙的水平面上,乙物体悬空静止,轻绳OM、ON与水平方向间的夹角分别为53°、37°。已知乙物体的质量为10kg,g取10m/s2,sin53°=0.8.则甲物体受到水平面的摩擦力的大小和方向为( )
A.20N、沿水平面向左B.20N、沿水平面向右
C.28N、沿水平面向左D.28N、沿水平面向右
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【题目】如图所示的交流电路中,理想变压器原线圈输入电压为u=Umsin100πt(V),副线圈电路中R1、R2为定值电阻,P是滑动变阻器R的滑动触头,电压表V1、V2的示数分别为U1和U2;电流表A的示数为 I。下列说法中正确的是( )
A.变压器原、副线圈的匝数之比为U1∶U2
B.副线圈回路中电流方向每秒钟改变100次
C.当P向上滑动的过程中,U2增大,I减小
D.当P向下滑动的过程中,R1消耗的功率增大,R2消耗的功率减小
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【题目】某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h=1.25m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球水平飞行距离S;并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后,记录表如下表所示:
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移 S=___x,与_______无关;
(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能EP与弹簧形变量x的关系式为EP= ______(用m、h、x和重力加速度g表示);
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
x/m | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 |
S/m | 0.51 | 0.99 | 1.50 | 1.98 | 2.50 |
t/ms | 505.3 | 505.1 | 504.8 | 504.9 | 505.2 |
(3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间:,由表中数据可知,发现测量值t均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是__________。
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【题目】某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验:
(1)如图甲所示,该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D=______mm;
(2)该同学用如图乙所示电路图测量金属丝Rx的电阻,供选择的仪器如下:
①电流表A1(内阻为r);
②电流表 A2;
③滑动变阻器R1(0~1000Ω);
④滑动变阻器R2(0~20Ω);
⑤蓄电池(2 V);
⑥电键 S及导线若干。
(3)滑动变阻器应选择_____(选填“R1 ”或“R2 ”);在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图;
(____)
(4)闭合电键S ,移动滑动触头至某一位置,记录A1、A2 的读数I1、I2 ,通过调节滑动变阻器,得到多组实验数据;以I2 为纵坐标, I1为横坐标,作出相应图像,如图丁所示。根据I2—I1 图像的斜率 k及电流表A1内阻r,写出金属丝电阻的表达式Rx= _______;
(5)测得金属丝连入电路的长度为L,则金属丝电阻率 ρ=________(用k、D、L、r表示)。
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【题目】劲度系数为20N/cm的弹簧振子,它的振动图像如图所示,在图中A点对应的时刻,下列说法错误的是( )
A.振子所受的弹力大小为5N,方向指向x轴的负方向
B.振子的速度方向指向x轴的正方向
C.在0~4s内振子作了1.75次全振动
D.在0~4s内振子通过的路程为4cm
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【题目】如图所示,水平放置的两平行金属板之间电压为U,两板板长为L,板间距离为d,一束电子以速度v0从两板左侧正中间水平射入板间,然后从右侧板间飞出,射到距右侧板边缘为S的荧光屏上,已知电子的质量为m,电荷量为e.求:
(1)电子飞出两板时速度大小;
(2)电子偏离电场时的偏转位移的大小;
(3)电子束射到荧光屏的位置(离图中的中心O的距离).(不计电子重力)
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