1、曲线运动的条件和特点
(1)曲线运动的条件:物体所受合外力与速度不在同一直线。
(2)曲线运动的特点:
①运动质点在某一点的瞬时速度方向:在曲线该点的切线方向。②曲线运动是变速运动,因为曲线运动的速度方向一定是不断变化的。③做曲线运动的质点,其所受的合外力一定不为零,一定具有加速度。
17.如图1.5-14所示,水平放置的平行板电容器与一恒定的直流电压相连,两极板间距离d =10 cm.距下板4 cm处有一质量m = 0.01g的不带电小球由静止落下.小球和下极板碰撞间带上了q =1.0×10-8 C的电荷,反跳的高度为8cm,这时下板所带电量为Q=1.0×10-6 C.如果小球和下板碰撞时没有机械能损失,(取g=10m/s2)试求:
(1)该电容器极板间的电场强度多大?
(2)该电容器的电容多大?
16.如图1.5-13所示,水平放置的两块平行金属板长l =5cm,两板间距d=1cm,两板间电压为U=90V,且上板带正电,一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,从两板中央射入,求:
(1)电子偏离金属板的侧位移是多少?
(2)电子飞出电场时的速度是多少?
(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若s=10cm,求OP的长.
15.如图1.5-12所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg.现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动.(静电力常量k=9.0 ×109N·m2/C2.取g=10m/s2)
(1)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大?
(3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为v=1.0m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少?
14.如图1.5-11所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L.槽内有两个质量均为m的小球A和B,球A带电量为+2q,球B带电量为-3q,两球由长为2L的轻杆相连,组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧,离板的距离均为L.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场的分布),求:
(1)球B刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置.
13.已经证实,质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为,下夸克带电为,e为电子所带电量的大小,如果质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l,l=1.5×10‑15m,试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力).
12.质量为m,电量为q的质点,在静电力作用下以恒定速率u沿圆弧从A点运动到B点,其速度方向改变的角度为θ(弧度),AB弧长为S,则A、B两点间电势差UA-UB= ,AB弧中点的场强大小E= .
11.如图1.5-10所示,实线为电场线,虚线为等势面,且相邻等势面间的电势差相等.一正电荷在等势面φ3上时,具有动能20J,它运动到等势面φ1上时,动能为零.令φ2=0,那么,当该电荷的电势能为4J时,则它的动能是________J.
10.在使用示波器时调节好亮斑后,将扫描范围旋钮置于“外X”档,衰减旋钮置于第四档,“y输入”空置,从“X输入,地”之间输入扫描电压.若要亮斑从左向右匀速运动,到达右端后迅速返回左端,加在“X输入、地”上的电压可以是图1.5-9中哪几种电压?( )
9.如图1.5-8所示,一质量为m、带电量为q的物体处于场强按E=E0–kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
A.物体开始运动后加速度先增加、后保持不变
B.物体开始运动后加速度不断增加
C.经过时间t=,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D.经过时间t=,物体运动速度达最大值
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