(2011?上海模擬)如圖所示,在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線長(zhǎng)度為L(zhǎng),一端拴一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶負(fù)電小球,另一端固定在O點(diǎn).把小球拉到使細(xì)線水平伸直的位置A然后將小球由靜止釋放,小球沿弧線運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與水平方向成θ=60°的位置B時(shí)速度為零.則電場(chǎng)強(qiáng)度E=
3
mg
q
3
mg
q
,小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速率為
2gL(2-
3
)
2gL(2-
3
)
分析:小球在下落過(guò)程中有重力和電場(chǎng)力做功,則由動(dòng)能定理可求得電場(chǎng)強(qiáng)度;由OB擺過(guò)的角度利用動(dòng)能定理可以表示出速度的表達(dá)式,由數(shù)學(xué)關(guān)系要得出最大速率.
解答:解:由動(dòng)能定理可知:
mgLsin60°-EqL(1-cos60°)=0
解得:E=
3
mg
q
;
設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)中細(xì)線與水平方向的夾角為α,則對(duì)任一時(shí)刻應(yīng)有:
mgLsinα-EqL(1-cosα)=
1
2
mv2;
解得:v=
2gLsinα-2
3gL(1-cosα)
=
2gL(sinα+
3
cosα)-2
3
gL
=
4gLsin(60°+α)-2
3gL

當(dāng)α=30°時(shí),v最大,最大值vm=
2gL(2-
3
)
;
故答案為:
3
mg
q
2gL(2-
3
)
點(diǎn)評(píng):本題要注意電場(chǎng)力與重力做功的特點(diǎn),二力做功均與路徑無(wú)關(guān);
本題采用了數(shù)學(xué)方法求解;而在解題時(shí)還可以應(yīng)用物理分析法求解,先分析二力的合力方向,則可知,在當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到該方向時(shí)速度最大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?上海模擬)運(yùn)動(dòng)會(huì)上4×100m接力賽是最為激烈的比賽項(xiàng)目,有甲乙兩運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練交接棒的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),甲短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程.為了確定乙起跑的時(shí)機(jī),甲在接力區(qū)前s0處作了標(biāo)記,當(dāng)甲跑到此標(biāo)記時(shí)向乙發(fā)出起跑口令,乙在接力區(qū)的前端聽到口令時(shí)立即起跑(忽略聲音傳播的時(shí)間及人的反應(yīng)時(shí)間),先做勻加速運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到最大后,保持這個(gè)速度跑完全程.已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=20m,試求:
(1)若s0=13.5m,且乙恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上,完成交接棒,則在完成交接棒時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離為多大?
(2)若s0=16m,乙的最大速度為8m/s,要使甲乙能在接力區(qū)內(nèi)完成交接棒,且比賽成績(jī)最好,則乙在加速階段的加速度應(yīng)為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?上海模擬)下列說(shuō)法中正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?上海模擬)如圖所示,均勻光滑直棒一端鉸于地面,另一端擱在一個(gè)立方體上,桿與水平面間的夾角α為30°左右.現(xiàn)將立方體緩慢向左移動(dòng),則棒對(duì)立方體的壓力大小將(  )

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(2011?上海模擬)如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)且平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53°固定放置,導(dǎo)軌間連接一阻值為4Ω的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).在兩平行虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d=0.5m.導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為ma=0.6kg,電阻Ra=4Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為mb=0.2kg,電阻Rb=12Ω;它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)從圖中的M、N處同時(shí)將它們由靜止開始釋放,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它們都能勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,當(dāng)b剛穿出磁場(chǎng)時(shí),a正好進(jìn)入磁場(chǎng)(g取10m/s2,sin53°=0.8,且不計(jì)a、b之間電流的相互作用).求:
(1)在整個(gè)過(guò)程中,a、b兩導(dǎo)體棒分別克服安培力做的功;
(2)在a穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,a、b兩導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱之比;
(3)在穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中,a、b兩導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小之比;
(4)M點(diǎn)和N點(diǎn)之間的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?上海模擬)用同種材料制成傾角37°的斜面和長(zhǎng)水平面,斜面長(zhǎng)3.15m且固定,一小物塊從斜面頂端以沿斜面向下的初速度v0開始自由下滑,當(dāng)v0=2.4m/s時(shí),經(jīng)過(guò)2.0s后小物塊停在斜面上.多次改變v0的大小,記錄下小物塊從開始運(yùn)動(dòng)到最終停下的時(shí)間t,作出v0-t圖象,如圖所示,求:
(1)小物塊與該種材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多少?
(2)若小物塊初速度為3m/s,小物塊從開始運(yùn)動(dòng)到最終停下的時(shí)間t為多少?

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