【題目】如圖甲所示,粗糙水平軌道與半徑為R的豎直光滑、絕緣的半圓軌道在B點平滑連接,過半圓軌道圓心0的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強電場E,質(zhì)量為m的帶正電小滑塊從水平軌道上A點由靜止釋放,運動中由于摩擦起電滑塊電量會增加,過B點后電量保持不變,小滑塊在AB段加速度隨位移變化圖像如圖乙。已知A、B間距離為4R,滑塊與軌道間動摩擦因數(shù)為μ=0.5,重力加速度為g,不計空氣阻力,求

(1)小滑塊釋放后運動至B點過程中電荷量的變化量

(2)滑塊對半圓軌道的最大壓力大小

(3)小滑塊再次進入電場時,電場大小保持不變、方向變?yōu)橄蜃,求小滑塊再次到達水平軌道時的速度大小以及距B的距離

【答案】 123,方向與水平方向夾角為斜向左下方,位置在A點左側(cè)處。

【解析】試題分析:根據(jù)在A、B兩點的加速度結(jié)合牛頓第二定律即可求解小滑塊釋放后運動至B點過程中電荷量的變化量

利用“等效重力”的思想找到新的重力場中的電低點即壓力最大點;

解:(1)A點:

B

聯(lián)立以上兩式解得

(2)AB過程:

將電場力與重力等效為重力,與豎直方向的夾角設(shè)為,等效最低點對軌道壓力最大,則:

B等效最低點過程:

由以上各式解得:

由牛頓第三定律得軌道所受最大壓力為: ;

(3)BC過程:

C點到再次進入電場做平拋運動:

由以上各式解得:

則進入電場后合力與速度共線,做勻加速直線運動

C點到水平軌道:

由以上各式解得:

因此滑塊再次到達水平軌道的速度為,方向與水平方向夾角為

,斜向左下方,位置在A點左側(cè)處。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域中,有一由均勻?qū)Ь制成的邊長為L的單匝正方形線框bcd,線框以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運動,運動中線框cd邊始終與磁場右邊界平行,線框?qū)Ь的總電阻為R。在線框離開磁場的過程中

A. b之間的電壓為

B. 線框克服安培力做功為

C. 通過線框某處截面的電量為

D. 線框中的電流在d邊產(chǎn)生的熱量為

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【題目】如圖所示為豎直面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy。A點的坐標(biāo)為(-8 m0),C點的坐標(biāo)為(-4 mO);A點右側(cè)的三個區(qū)域存在沿y軸正方向的勻強電場,-4 m>x≥-8m區(qū)域的場強大小為E1=5 Vm,0>x≥-4 m區(qū)域的場強大小為E2=7 Vmx≥O區(qū)域的場強大小為E3 =5V/m;第一、四象限內(nèi)的磁場方向相反且垂直于坐標(biāo)平面,磁感應(yīng)強度大小均為B=2 T。現(xiàn)讓一帶正電的小球從A點沿z軸正方向、以vo=4 m/s的速率進入電場。已知小球的質(zhì)量m =2×10-3 kg.電荷量q =4×10-3 C,假設(shè)電場和磁場區(qū)域足夠?qū)拸V,小球可視為質(zhì)點且電荷量保持不變,忽略小球在運動中的電磁輻射,重力加速度取g=10 ms2。求:

(1)小球到達y軸時的速度;

(2)小球從A點運動到坐標(biāo)為(56 m,y)的點經(jīng)歷的時間。

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【題目】彈跳桿運動是一項廣受青少年歡迎的運動。彈跳桿的結(jié)構(gòu)如圖所示,彈簧的下端固定在跳桿的底部,上端與一個套在跳桿上的腳踏板底部相連接。質(zhì)量為M的小孩站在腳踏板上保持靜止不動時,彈簧的壓縮量為x0。設(shè)小孩和彈跳桿只在豎直方向上運動,跳桿的質(zhì)量為m,取重力加速度為g,空氣阻力、彈簧和腳踏板的質(zhì)量、以及彈簧和腳踏板與跳桿間的摩擦均忽略不計。某次彈跳中,彈簧從最大壓縮量3x0開始豎直向上彈起,不考慮小孩做功。下列說法中正確的是

A. 彈簧從壓縮量3x0到恢復(fù)原長過程中彈簧的彈力做的功為

B. 彈簧從壓縮量3x0到恢復(fù)原長過程中彈簧的彈力做的功為

C. 小孩在上升過程中能達到的最大速度為

D. 小孩在上升過程中能達到的最大速度為

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【題目】某款汽車的擋風(fēng)玻璃中嵌有一組規(guī)格相同的電阻絲,通電加熱可用以化解霜凍。某科學(xué)興趣小組用伏安法測量了其中一根電阻絲的電阻R,電路如圖甲所示。已知電流表 的量程為0.6 A,內(nèi)阻RA =0.1 Ω,電壓表的量程為3V,內(nèi)阻未知。

(1)為準(zhǔn)確測量Rx,需將單刀雙擲開關(guān)Sl接通___(填“a”“b”)。

(2)閉合開關(guān)S1,某次實驗測得的電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示,則通過本次測量可得電阻Rx= ____Ω(保留兩位有效數(shù)字)。

(3)如圖丙所示是五根該擋風(fēng)玻璃中的電阻絲和一個內(nèi)阻為1.8 Ω的電源,為了達到最快的化霜效果,請合理選用電阻絲,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖丙畫成完整電路________

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【題目】如圖所示,在桌面上方有一倒立的玻璃圓錐,頂角AOB120°,頂點O與桌面的距離為4a,圓錐的底面半徑Ra,圓錐軸線與桌面垂直.有一半徑為R的圓柱形平行光垂直入射到圓錐的底面上,光束的中心軸與圓錐的軸重合.已知玻璃的折射率n,求光束在桌面上形成的光斑的面積.

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【題目】a、b兩種色光通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣分別如圖中的甲、乙所示,下列說法正確的是(

A. a、b色光通過相同的單縫衍射實驗裝置,衍射圖樣中,中央亮紋a光較b光寬

B. a、b色光通過相同的單縫衍射實驗裝置,衍射圖樣中,中央亮紋b光較a光寬

C. 由于a光的波長較b光長,所以它們在真空中的傳播速度a光較大

D. 雖然b光的頻率較a光高,但它們在同種介質(zhì)中的傳播速度一樣大

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【題目】某探究小組想測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣,實驗裝置如圖甲所示?蚣茇Q直部分緊貼一刻度尺,零刻度線在上端,可以測量出光電門到零刻度線的距離x?蚣芩讲糠钟秒姶盆F吸住一個密度均勻的正方體小鐵塊,小鐵塊的邊長為d,其重心恰好與刻度尺零刻度線水平對齊。切斷電磁鐵線圈中的電流,小鐵塊由靜止釋放,可測出小鐵塊通過光電門的時間為t。不計空氣阻力的影響。

(1)小鐵塊通過光電門時的速度為 _____(用題目中的符號表示)

(2)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>_______(用題目中的符號表示)

(3)用螺旋測微器測量小鐵塊邊長的讀數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為_____mm。

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【題目】201428日第22屆冬季奧林匹克運動會在俄羅斯聯(lián)邦索契市勝利開幕,設(shè)一個質(zhì)量m=50kg的跳臺花樣滑雪運動員(可看成質(zhì)點),從靜止開始沿斜面雪道從A點滑下,沿切線從B點進入半徑R=15m的光滑豎直冰面圓軌道BPC,通過軌道最高點C水平飛出,經(jīng)t=2s落到斜面雪道上的D點,其速度方向與斜面垂直,斜面與水平面的夾角=37°,運動員與雪道之間的動摩擦因數(shù)=0075,不計空氣阻力,取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=l0m/s2,( sin37°=060,cos37°=080)。試求:

1)運動員運動到C點時的速度大小VC;

2)運動員在圓軌道最低點P受到軌道支持力的大小FN;

3A點離過P點的水平地面的高度h;

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