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5.如图所示,用绝缘细线拴一个带负电的小球,让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动,a、b两点分别是圆周的最高点和最低点,则(  )
A.小球经过a点时,线中的张力最小B.小球经过b点时,电势能最小
C.小球经过a点时,电势能最小D.小球经过b点时,机械能最大

分析 分析小球所受重力与电场力的大小关系:当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;当重力等于于电场力时,小球做匀速圆周运动.当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小;根据电场力做功判断电势能的高低.根据除重力以外其它力做功判断机械能的大小

解答 解:A、当电场力大于重力,小球运动到a点时,速度最大,根据牛顿第二定律知,拉力最大.故A错误.
B、小球从a点运动到b点的过程中,电场力做负功,电势能增加.所以小球过b点时,电势能最大.故B错误.
C、从a到b,电势能增加,所以a点电势能最小.故C正确.
D、从a到b,除重力以外,电场力做负功,机械能减小,所以b点机械能最小.故D错误.
故选:C

点评 解决本题的关键要讨论重力和电场力的大小关系,从而确定在竖直平面内圆周运动的等效最高点和最低点.以及知道电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加.知道除重力以外其它力做的功等于机械能的增量

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相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

15.在足够长的平直的公路上,一辆汽车以加速度a起动时,有一辆匀速行驶的自行车以速度v0从旁驶过,则
①汽车追不上自行车,因为汽车起动时速度小
②以汽车为参考系,自行车是向前做匀减速运动
③汽车与自行车之间的距离开始是不断增加的,直到两者速度相等,然后两者距离逐渐减小,直到两车相遇
④汽车追上自行车的时间是$\frac{2{v}_{0}}{a}$
上述说法中正确的是(  )
A.②③B.①②C.①④D.③④

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.
实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
F/N00.501.001.502.002.50
l/cml010.9712.0213.0013.9815.05
③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FOO′
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在图丙的坐标纸上画出F-l图线,根据图线求得l0=10.0cm.
(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为1.8N.
(3)根据给出的标度,在图丁中作出FOA和FOB的合力F′的图示.
(4)通过比较F′与F00'的大小和方向,即可得出实验结论.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.甲骑自行车以4m/s的速度在公路上匀速行驶,乙开车以10m/s的速度从他身边经过,乙在甲前面7m处开始刹车以2m/s2的加速度匀减速滑行,则:
(1)当乙速度为多大时,甲落后于乙距离最大?这个最大距离是多少?
(2)当乙速度为多大时,甲追上乙?甲追上乙所需的时间是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

20.如图所示,一根长为l的轻质软绳一端固定在O点,另一端与质量为m的小球连接,初始时将小球放在与O点等高的A点,OA=$\frac{3}{5}l$,现将小球由静止状态释放,则当小球运动到O点正下方时,绳对小球拉力为(  )(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.2mgB.3mgC.$\frac{247}{125}$mgD.$\frac{303}{125}$mg

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.中国“利剑”无人机发展迅速,最近更“取得重大成果”,并“实现历史性跨越”.军事专家分析认为,“利剑”是以航母舰载机为发展目标的新一代无人机,未来将登上航母,成为无人攻击机,在某次“利剑”进行滑行试验中,某检测装置观测到其降落后的滑行过程中制动力逐渐增大,下列各图中能反映其速度v随时间t变化关系的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:

(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为Mg$\frac{h}{d}$s-mgs,动能的增加量可表示为$\frac{1}{2}(M+m)\frac{b^2}{t^2}$.若在运动过程中机械能守恒,$\frac{1}{t^2}$与s的关系式为$\frac{1}{t^2}$=$\frac{{2(M\frac{h}{d}-m)gs}}{{(M+m){b^2}}}$.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值.如果如表所示:
次数12345
s/m0.6000.8001.0001.2001.400
t/ms8.227.176.445.855.43
$\frac{1}{{t}^{2}}$/104s-21.481.952.412.923.39
以s为横坐标,$\frac{1}{t^2}$为纵坐标,在对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=2.39×104m-1•s-2(保留三位有效数字).由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出$\frac{1}{t^2}$-s直线的斜率k0,将k和k0进行较,若其差值在实验允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.某同学测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的A、B、C等三条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,将这些计数点依次记为0、1、2、3、4…,其中一条如图A所示.甲、乙、丙三段纸带,分别是从A、B、C三条纸带上撕下的.
(1)在甲、乙、丙中,最有可能从纸带A上撕下的是乙.
(2)打A纸带时,物体的加速度大小是0.456 m/s2
(3)打点计时器打计数点1时小车的瞬时速度为3.11m/s.(以上计算结果均保留3位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

15.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,得到一条纸带如图所示,A、B、C、D、E、F、G为计数点,每两个计数点间还有4个点未画出,xl=1.20cm,x2=1.60cm,x3=1.98cm,x4=2.38cm,x5=2.79cm,x6=3.18cm.
(1)为了达到实验的目的,除了有电磁打点计时器(含频率为50Hz的交流电源)、纸带、小车、细绳、导线、钩码、长木板外,还需要的测量仪器有刻度尺.
(2)电磁打点计时器的工作电压为4V~6V,打点周期为0.02s,图中两计数点的时间间隔T=0.1s.
(3)打点计时器在打B点时小车的瞬时速度VB=0.14m/s,打F点时小车的瞬时速度VF=0.30m/s(计算时保留两位有效数字).
(4)B点到F点的加速度为a=0.40m/s2(计算时保留两位有效数字).

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