(1)橡膠棒是否能夠全部進(jìn)入“U 形框架內(nèi)?(2)“U 形框架的最終速度,(3)橡膠棒與“U 形框架相互作用過(guò)程中系統(tǒng)增加的電勢(shì)能. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)


(1)橡膠棒是否能夠全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)?
(2)“U”形框架的最終速度;
(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過(guò)程中系統(tǒng)增加的電勢(shì)能.

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如圖所示;“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成,在金屬板A、B上同一高度處開(kāi)有兩個(gè)小孔M、N,并在M、N之間固定一絕緣光滑平板,整個(gè)裝置總質(zhì)量為M=1kg,靜止在光滑水平面上.兩平行金屬板A、B組成的電容器的電容為C=6.25×10-7F,金屬板帶電量為Q=0.2C,間距為d=0.1m.現(xiàn)有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×1 0-5C,質(zhì)量為m=1kg,長(zhǎng)度為l=0.1m的絕緣橡膠棒以v0=10 m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中,設(shè)絕緣棒的電荷量對(duì)“U”形框架內(nèi)的電場(chǎng)沒(méi)有影響.問(wèn):

(1)橡膠棒是否能夠全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)?

(2)“U”形框架的最終速度;

(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過(guò)程中系統(tǒng)增加的電勢(shì)能.

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如圖所示;“U”形框架由兩平行金屬板A、B和絕緣底座P組成,在金屬板A、B上同一高度處開(kāi)有兩個(gè)小孔M、N,并在M、N之間固定一絕緣光滑平板,整個(gè)裝置總質(zhì)量為M=1kg,靜止在光滑水平面上.兩平行金屬板A、B組成的電容器的電容為C=6.25×10-7F,金屬板帶電量為Q=0.2C,間距為d=0.1m.現(xiàn)有一電荷分布均勻的帶電量為q=5×1 0-5C,質(zhì)量為m=1kg,長(zhǎng)度為l=0.1m的絕緣橡膠棒以v0=10 m/s的速度由右邊小孔水平滑入“U”形框架中,設(shè)絕緣棒的電荷量對(duì)“U”形框架內(nèi)的電場(chǎng)沒(méi)有影響.問(wèn):

(1)橡膠棒是否能夠全部進(jìn)入“U”形框架內(nèi)?

(2)“U”形框架的最終速度;

(3)橡膠棒與“U”形框架相互作用過(guò)程中系統(tǒng)增加的電勢(shì)能.

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一、1、D 2、C 3、CD 4、D 5、B 6、D 7、ABD 8、C

二、實(shí)驗(yàn)題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫(huà)圖連線。

9、(6分)(1)(2分)38.48  答案在38.46至38.51之間的均給2分

(2)(4分)                (4分)

10、(12分)(1)A、CE、F    (2)見(jiàn)圖  (3)R=900Ω(每一小問(wèn)4分)

三、本大題共三小題共計(jì)54分.解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟.只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題.答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位

11、(16分)(1)要使滑塊A 能以與B 碰前瞬間相同的速度與C 碰撞,必須使小球B 受A 撞擊后在豎直平面內(nèi)完成一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)后從左方撞擊A,使A 繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)。

設(shè)A 從距水平面高為H 的地方釋放,與B 碰前的速度為v0

對(duì)A,由機(jī)械能守恒得:  ①2 分

向心力 2 分

設(shè)小球B 通過(guò)最高點(diǎn)的速度為vB,則它通過(guò)最高點(diǎn)的條件是:1分

小球B 從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)機(jī)械能守恒:   ③2 分

聯(lián)立①②③得H

評(píng)價(jià)說(shuō)明:如果于式中的“≤”、④式中的“≤”寫(xiě)成“=”,又沒(méi)有用文字表明是極值的,該式為零分

   (2)從這個(gè)高度下滑的A 與C碰撞前瞬間速度   ⑤2 分

設(shè)A 與C 碰后瞬間的共同速度為v,由動(dòng)量守恒:  ⑥ 2 分

    20090401

       ⑦   2分

           由⑤、⑥、⑦式得:…………1分

    12、(18分)設(shè)管長(zhǎng)為H,取向下為正方向,則a、b兩球到達(dá)玻璃管底端時(shí),速度都為

                     ①(1分)

    a球著地后反彈,速度為             ②(1分)

    a、b兩球相碰,總動(dòng)量守恒        ③ (1分)

    總動(dòng)能守恒      ④(2分)

    聯(lián)立①至④式,并代入m1 = 2m2,解得    ,    ⑤(2分)

    設(shè)c在M處下落經(jīng)t時(shí)間后與b相碰,則

        解得             ⑥(2分)

    碰撞前b、c的速度分別為      ⑦(2分)

    b與c相碰,總動(dòng)量守恒          ⑧(1分)

    要使b、c粘合體能飛出管口,則c與b碰后的速度必須豎直向上,且大小大于,取,代入上式,(1分)

    得      ⑨(2分)

    解得b、c兩者質(zhì)量之比為                  ⑩(2分)

    因此要使b、c粘合后能夠豎直飛出玻璃管口,必須滿(mǎn)足條件 >。(1分)

    13、(20分)(1)設(shè)帶電橡膠棒剛好全部進(jìn)入“U”形框架時(shí),達(dá)到與“U”形框架共速v,則由動(dòng)能定理:……………………………………①(2分)

      由動(dòng)量守恒:mv0=(m+M)v………………………………………………………②(1分)

    其中E=………………………………………………………………………③(2分)

    由①②③式聯(lián)立得:L=0.3125(m)

    ∴L>l………………………………………………………………………………④(2分)

    橡膠棒能全部進(jìn)入“U”形框架.

    (2)設(shè)相互作用過(guò)程中“U”形框架的最終速度為v2,棒的最終速度為v1

       由(1)知棒能全部穿出“U”形框架

       由動(dòng)能定理:2×………………………………⑤(3分)

       由動(dòng)量守恒:mv0=mv1+Mv2 ……………………………………………………⑥(2分)

       由③⑤⑥式聯(lián)立得:v2=2m/s……………………………………………………⑦(3分)

    (3)系統(tǒng)增加的電勢(shì)能等于機(jī)械能的減小量

       △E=(J) ……………………………………………⑧(5分)

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     


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