8．如圖所示，光滑固定的豎直桿上有一個質(zhì)量m=0.4kg的小物塊A，定滑輪D固定在墻壁上，大小可忽略，用不可伸長的絕緣輕質(zhì)細(xì)線連接小物塊A和小物塊B，虛線CD水平間距d=1.2m，此時細(xì)線與豎直桿的夾角為37°，物塊A恰能保持靜止，A不帶電，B的電量q=+1×10-4C．現(xiàn)在空間中加一豎直向下的電場，物快A從圖示位置上升恰好到達(dá)C處，不計(jì)空氣阻力和摩擦力，cos37°=0.8，sin37°=0.6，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）物快B的質(zhì)量；
（2）A在C處的加速度大小以及電場強(qiáng)度的大小E．

分析 （1）初始位置，先后對B和A受力分析，根據(jù)平衡條件列式求解B的質(zhì)量；
（2）物塊A到達(dá)C處時合力等于重力，根據(jù)牛頓第二定律求解A的加速度；從A到C過程，應(yīng)用動能定理求出電場強(qiáng)度大�。�

解答 解：（1）設(shè)小物塊B的質(zhì)量為mB，繩子拉力為FT；
未加電場時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件：
  對A有：FTcos37°=mg                     
  對B有：FT=mBg                           
聯(lián)立解得：mB=0.5kg．
（2）當(dāng)小物塊A到達(dá)C處時，由受力分析可知：
水平方向受力平衡，豎直方向只受重力作用，
小物塊A的加速度：a=g=10m/s2；
物塊A到達(dá)C點(diǎn)時A、B的速度都為零，
物塊A從A到C過程，對A、B系統(tǒng)，
由動能定理得：-mghAC+mBghB-qEhB=0-0，
由幾何知識得：hAC=dcot37°=1.6m，hB=$\frac54ulwk1{sin37°}$-d=0.8m，
解得：E=3×104V/m．
答：（1）物快B的質(zhì)量為0.5kg；
（2）A在C處的加速度大小為10m/s2，電場強(qiáng)度E的大小為3×104V/m．

點(diǎn)評 本題是繩系的系統(tǒng)問題，要根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)選擇相應(yīng)的規(guī)律求解，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，采用隔離法，運(yùn)用平衡條件研究；當(dāng)物體有加速度時，直接根據(jù)牛頓第二定律列式求解；第三問對系統(tǒng)運(yùn)用動能定理列式求解，也可以應(yīng)用能量守恒定律解題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．原長為10cm的輕質(zhì)彈簧，當(dāng)甲、乙兩人同時用100N的力由兩端反向拉時，彈簧長度變?yōu)?5cm；若將彈簧一端固定在墻上，另一端由甲一人用200N的力來拉，這時彈簧長度變?yōu)長，此彈簧的勁度系數(shù)為k，則（　�。�
A．L=20cm，k=20N/mB．L=20cm，k=2000N/m
C．L=30cm，k=20N/mD．L=30cm，k=2000N/m

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

19．如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ=37°，導(dǎo)軌間距為L=1m，與導(dǎo)軌垂直的兩條邊界線MN、PQ內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=1T，MN與PQ間的距離為d=2m，兩個完全相同的金屬棒ab、ef用長為d=2m的絕緣輕桿固定成“工”字型裝置，開始時金屬棒ab與MN重合，已知每根金屬棒的質(zhì)量為m=0.05kg，電阻為R=5Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，在t=0時，將“工”字型裝置由靜止釋放，當(dāng)ab邊滑行至PQ處恰好開始做勻速運(yùn)動，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）“工”字型裝置開始做勻速運(yùn)動時的速度是多少？
（2）“工”字型裝置從靜止開始，直到ef離開PQ的過程中，金屬棒ef上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？
（3）若將金屬棒ab滑行至PQ處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度由B0=1T開始逐漸增大，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則t=0.5s時磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

16．一束寬度為a的平行光線，與透鏡的主光軸平行，經(jīng)過透鏡后，在透鏡的另一側(cè)距離透鏡L處的光屏上，形成一寬度b的光斑．若已知b＞a，試求透鏡焦距的可能值．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

3．如圖所示，傾角θ=30°的斜面足夠長，OA段光滑，A點(diǎn)下方粗糙且與物體C間的摩擦因數(shù)μ1=$\frac{1}{4\sqrt{3}}$．水平面上足夠長OB段粗糙且μ2=0.5，B點(diǎn)右側(cè)水平面光滑．OB之間有與水平方向β角（sinβ=$\frac{\sqrt{10}}{10}$，cosβ=$\frac{3\sqrt{10}}{10}$），斜向右上方、大小E=$\sqrt{10}$×105V/m的勻強(qiáng)電場．C、D均可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量分別為mC=4kg，mD=1kg，C不帶電，D帶電q=+1×10-4C，用輕質(zhì)細(xì)線將C、D連在一起，跨過光滑的定滑輪，分別將C、D置于斜面及水平面上的P和Q點(diǎn)，用手按住D，系統(tǒng)保持由靜止．松手后C、D均由靜止開始運(yùn)動，B、Q間距離d=1m，A、P間距離為2d，細(xì)繩與滑輪之間的摩擦不計(jì)．細(xì)線始終處于拉緊狀態(tài)．（g=10m/s2），求：
（1）物體C第一次運(yùn)動到A點(diǎn)時的重力的功率；
（2）物塊D運(yùn)動過程中電勢能變化量的最大值；
（3）物體C第一次經(jīng)過A到第二次經(jīng)過A的時間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量均為m，B帶正電，電荷量為q，A不帶電，A套在固定豎直光滑直桿上，A、B通過轉(zhuǎn)軸用長度為L的剛性輕桿連接，B放在光滑水平面上并靠近豎直桿，A、B均靜止，現(xiàn)加上水平向右強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，B開始沿水平面向右運(yùn)動，不計(jì)一切摩擦，滑塊A、B視為質(zhì)點(diǎn)，在A下滑的過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．運(yùn)動到最低點(diǎn)時的速度大小為$\sqrt{2gL+\frac{2qEL}{m}}$
B．在A落地之前輕桿對B一直做正功
C．A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D．當(dāng)A運(yùn)動到最低點(diǎn)時，輕桿對A的拉力為零

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上．當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動，a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為Ua、Ub、Uc．已知bc邊的長度為l．下列判斷正確的是（　　）
A．Ua＞Uc，金屬框中無電流
B．Ub＞Uc，金屬框中電流方向沿a-b-c-a
C．Ubc=-$\frac{1}{2}$Bl2ω，金屬框中無電流
D．Uac=Bl2ω，金屬框中電流方向沿a-c-b-a

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

17．如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行金屬板如圖放置，OD與x軸重合，板的左端與原點(diǎn)O重合，板長L=2m，板間距離d=1m，緊靠極板右側(cè)有一熒光屏．兩金屬板間電壓UAO隨時間的變化規(guī)律如圖所示，變化周期為T=2×10-3 s，U0=103 V，t=0時刻一帶正電的粒子從左上角A點(diǎn)，以平行于AB板v0=1 000m/s的速度射入板間，粒子電量為q=1×10-5 C，質(zhì)量m=1×10-7 kg．不計(jì)粒子所受重力．求：
（1）粒子在板間運(yùn)動的時間；

（2）粒子打到熒光屏上的縱坐標(biāo)；
（3）粒子打到屏上的動能．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷+Q．a(chǎn)、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn)，aecf平面與電場平行，bedf平面與電場垂直，則下列說法中正確的是（　�。�
A．b、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
B．a點(diǎn)的電勢等于f點(diǎn)的電勢
C．點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動時，電場力做功一定不為零
D．將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動，從a點(diǎn)移動到c點(diǎn)電勢能的變化量一定最大

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同步練習(xí)冊答案