【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系xoy中,x軸上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),有一質(zhì)量為m,電荷量為-q-q0)的帶電絕緣小球,從y軸上的P0,L)點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放,運(yùn)動(dòng)至x軸上的A-L0)點(diǎn)時(shí),恰好無(wú)碰撞地沿切線方向進(jìn)入在x軸下方豎直放置的四分之三圓弧形光滑絕緣細(xì)管。細(xì)管的圓心O1位于y軸上,交y軸于點(diǎn)B,交x軸于A點(diǎn)和CL,0)點(diǎn)。該細(xì)管固定且緊貼x軸,內(nèi)徑略大于小球外徑。小球直徑遠(yuǎn)小于細(xì)管半徑,不計(jì)一切阻力,重力加速度為g。求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大;

(2)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)管的壓力的大小和方向;

(3)小球從C點(diǎn)飛出后會(huì)落在x軸上的哪一位置。

【答案】(1);(2)mg方向向下;(3)-7L。

【解析】

(1)小球釋放后在重力和電場(chǎng)力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),小球從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入,則此時(shí)速度方向與豎直方向的夾角為45°,即加速度方向與豎直方向的夾角為45°,則

解得:

(2)根據(jù)幾何關(guān)系可知,圓弧的半徑

PB點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得:

B點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得:

聯(lián)立解得:

,

方向向上,由牛頓第三定律可知,小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)管的壓力的方向向下

(3)PA的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得:

解得:

小球從C點(diǎn)拋出后做類平拋運(yùn)動(dòng),拋出時(shí)的速度

小球的加速度

,

當(dāng)小球沿拋出方向和垂直拋出方向位移相等時(shí),又回到x軸,則有:

解得:

則沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的位移

則小球從C點(diǎn)飛出后落在x軸上的位置

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C,從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U1=100V的電場(chǎng)加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,微粒射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=60°,并接著沿半徑方向進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,微粒射出磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角也為θ=60°.已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)L=10cm,圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑為R=10cm,重力忽略不計(jì).求:

1)帶電微粒經(jīng)加速電場(chǎng)后的速度大;

2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;

3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)。所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。

(1)為減少阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,下列操作可行的是____________;

A.選用流線型的重錘

B.安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使兩限位孔在同一豎直線上

C.釋放紙帶前,手應(yīng)提紙帶上端并使紙帶豎直

D.重錘下落中手始終提住紙帶上端,保持紙帶豎直

(2)進(jìn)行正確操作后,得到一條紙帶如圖乙所示,其中O是起始點(diǎn),M、NP為從合適位置開(kāi) 始選取的連續(xù)點(diǎn)中的三個(gè)點(diǎn),測(cè)得OM、NP各點(diǎn)的距離并標(biāo)在紙帶上,若重錘的質(zhì)量為0.1kg,則從打O點(diǎn)到打N點(diǎn)的過(guò)程中,重錘重力勢(shì)能的減少量為____________J,其動(dòng)能的增加量為__________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);(g9.8m/s2

(3)若重錘的質(zhì)量為m,取打點(diǎn)O時(shí)重錘所在水平面為參考平面,分別算出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Epi和動(dòng)能Eki,接著在E-h坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出如圖丙所示的Ek-hEp-h圖線,求得Ep-h圖線斜率的絕對(duì)值為k1,Ek-h圖線斜率為k2,則在誤差允許的范圍內(nèi),k1k2的關(guān)系滿足_______時(shí)重錘機(jī)械能守恒。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于圖中四幅圖片,下列說(shuō)法中正確的是

A.學(xué)生從站立狀態(tài)到完全蹲下的過(guò)程中,所受的支持力和對(duì)臺(tái)秤的壓力始終相等

B.運(yùn)動(dòng)員推開(kāi)冰壺后,冰壺在冰面上受到的阻力較小,冰壺將做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C.設(shè)計(jì)賽車(chē)時(shí),車(chē)身質(zhì)量較輕,同時(shí)配備性能優(yōu)良的發(fā)動(dòng)機(jī),是為了獲得更大的加速度

D.由于塞子的質(zhì)量小于試管的質(zhì)量,噴出時(shí)塞子受到的沖擊力將大于試管受到的沖擊力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】2019913日,美國(guó)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦“邁耶”號(hào)擅自進(jìn)入中國(guó)西沙群島海域。我軍組織有關(guān)?毡,依法依規(guī)對(duì)美艦進(jìn)行了識(shí)別查證,予以警告,成功將其驅(qū)離。如圖是美國(guó)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦“邁耶”號(hào)在海面上被我軍驅(qū)離前后運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像,則下列說(shuō)法正確的是( 。

A.美艦在0~66 s內(nèi)的平均速度大小等于7.5 m/sB.美艦在66 s末開(kāi)始調(diào)頭逃離

C.美艦在66~96 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了225 mD.美艦在96~116 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】據(jù)人民日?qǐng)?bào)報(bào)道,“人造月亮”構(gòu)想有望在2022年初步實(shí)現(xiàn)。屆時(shí)首顆“人造月亮”將完成從發(fā)射、展開(kāi)到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證并發(fā)射!叭嗽煸铝痢睂⒉渴鹪诰嚯x地球500 km以內(nèi)的低軌道上,可為城市提供夜間照明。假設(shè)“人造月亮”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),則“人造月亮”在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)(  )

A.“人造月亮”的線速度大于第一宇宙速度

B.“人造月亮”的向心力大于月球受到的向心力

C.“人造月亮”的公轉(zhuǎn)周期小于月球繞地球運(yùn)行的周期

D.“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某興趣小組用如圖所示裝置探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

1)我們已經(jīng)知道,物體的加速度a同時(shí)跟合外力F和質(zhì)量m兩個(gè)因素有關(guān)。要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系所用的思想方法是______________

A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法

C.控制變量法 D.建立物理模型法

2)同學(xué)甲用砂桶的重力當(dāng)作小車(chē)受到的合外力F,為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,她先做了兩方面的調(diào)整措施:

a.用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高,目的是 ___________

b.使砂桶的質(zhì)量 ________(填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“等于”)小車(chē)的質(zhì)量,目的是使拉小車(chē)的力近似等于砂桶的重力。

3)完成上述操作后,同學(xué)甲在砂桶中加入適量砂,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源(頻率50Hz),松開(kāi)小車(chē),小車(chē)運(yùn)動(dòng)。紙帶被打出一系列點(diǎn),其中的一段如圖所示。從圖中可讀出x13.10 cm,x2_______ cm, 由此求得加速度的大小a______ m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

4)同學(xué)乙在做探究加速度與力的關(guān)系探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),把兩個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(每個(gè)實(shí)驗(yàn)各5組數(shù)據(jù))都記錄在表中。數(shù)據(jù)是按照加速度的大小排列的,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)混在一起,而且有兩個(gè)數(shù)據(jù)模糊不清(表中空格)。如果模糊的數(shù)據(jù)是正確的,其數(shù)值應(yīng)該是多少?請(qǐng)?zhí)钤诒碇?/span> (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

________、______

F/N

m/kg

a/(m·s-2)

0.29

0.86

0.34

0.14

0.36

0.39

0.29

0.61

0.48

0.19

0.36

0.53

0.24

0.29

0.41

0.71

0.29

0.36

0.81

0.29

0.31

0.94

0.34

0.36

0.94

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】空間存在甲、乙兩相鄰的金屬球,甲球帶正電,乙球原來(lái)不帶電,由于靜電感應(yīng),兩球在空間形成了如圖所示穩(wěn)定的靜電場(chǎng).實(shí)線為其電場(chǎng)線,虛線為其等勢(shì)線,AB兩點(diǎn)與兩球球心連線位于同一直線上,CD兩點(diǎn)關(guān)于直線AB對(duì)稱,則( )

A.A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相同

B.C點(diǎn)和D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

C.正電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn),靜電力做正功

D.負(fù)電荷從C點(diǎn)沿直線CD移至D點(diǎn),電勢(shì)能先增大后減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫(huà)在了同一坐標(biāo)上,如圖中的a、b、c所示,根據(jù)圖線可知 ( )

A. 反映Pr變化的圖線是c

B. 電源電動(dòng)勢(shì)為8 V

C. 電源內(nèi)阻為2

D. 當(dāng)電流為0.5 A時(shí),外電路的電阻為6

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同步練習(xí)冊(cè)答案