【題目】如圖(a),O、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),∠NOP=370,OP中點(diǎn)處固定一電量為的正點(diǎn)電荷,M點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧。MN是一光滑絕緣桿,其中ON長(zhǎng)為a=1m,桿上穿有一帶正電的小球(可視為點(diǎn)電荷),將彈簧壓縮到O點(diǎn)由靜止釋放,小球離開(kāi)彈簧后到達(dá)N點(diǎn)的速度為零。沿ON方向建立坐標(biāo)軸(O點(diǎn)處x=0),圖(b)中Ⅰ和Ⅱ圖線分別為小球的重力勢(shì)能和電勢(shì)能隨位置坐標(biāo)x變化的圖象,其中, , (靜電力恒量,取sin37°=0.6cos37°=0.8,g=10m/s2)

(1)求電勢(shì)能為時(shí)小球的位置坐標(biāo)和小球的質(zhì)量m;

(2)已知在處時(shí)小球與桿間的彈力恰好為零,求小球的電量

(3)求小球釋放瞬間彈簧的彈性勢(shì)能。

【答案】(1)1.0×10-3kg(2)(3)

【解析】1)電勢(shì)能為E1是最大,所以應(yīng)是電荷q1對(duì)小球做負(fù)功和正功的分界點(diǎn),即應(yīng)該是圖中M(過(guò)q1作的ON的垂線).
x1=acos37°×cos37°=0.32a=0.32m,
根據(jù)圖象得到mgh=E1

2)小球受到重力G、庫(kù)侖力F,則有: ,
其中:r=x1tan37°=0.24a
帶入數(shù)據(jù),得:q2=2.56×10-6C
3)對(duì)ON,小球離開(kāi)彈簧后到達(dá)N點(diǎn)的速度為零,根據(jù)能量守恒,得到
mgasin37°+E2-E0=EP
帶入數(shù)據(jù)解得: Ep=10.96×10-3J

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,一小球放置在木板與豎直墻面之間.設(shè)墻面對(duì)球的壓力大小為FN1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮?/span>FN2.以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置.不計(jì)摩擦,在此過(guò)程中(  )

A. FN1始終減小,FN2始終增大

B. FN1始終減小,FN2始終減小

C. FN1先增大后減小,FN2始終減小

D. FN1先增大后減小,FN2先減小后增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】自行車(chē)和汽車(chē)同時(shí)駛過(guò)平直公路上的同一地點(diǎn),此后其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示,自行車(chē)在t50 s時(shí)追上汽車(chē),則

A. 汽車(chē)的位移為100 m B. 汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為20 s

C. 汽車(chē)的加速度大小為0.25 m/s2 D. 汽車(chē)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),二者間距最大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】物體在做勻減速直線運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)方向不變),下面結(jié)論正確的是(  )

A.加速度越來(lái)越小

B.加速度方向總與運(yùn)動(dòng)方向相反

C.位移隨時(shí)間增大

D.速率隨時(shí)間有可能增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車(chē)拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出A、BC、DE、FG7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示,每?jī)蓚(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打印點(diǎn)未畫(huà)出(交流電的頻率為50Hz).試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離計(jì)算出:(要求小數(shù)部分保留2位有效數(shù)字)

①打下B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度為____________m/s;

②小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為____________m/s2

③打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源的頻率是50Hz,若在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),交流電的頻率為45Hz而未被發(fā)覺(jué),這樣計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比___________(填偏大、偏小不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在高度不同的兩水平臺(tái)階上放有質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體,物體間用輕彈簧相連,彈簧與豎直方向夾角為θ。在m1左端施加水平拉力F,使m1、m2均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知m1表面光滑,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 彈簧彈力的大小為 B. 地面對(duì)m2的支持力可能為零

C. 地面對(duì)m2的摩擦力大小為F D. m1m2一定相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】驗(yàn)證“楞次定律實(shí)驗(yàn)”采用的主要方法是通過(guò)_____________(填歸納總結(jié)、理想模型假設(shè)推理)得出結(jié)論:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的______________.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為兩級(jí)皮帶傳動(dòng)裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶均不打滑,中間兩個(gè)輪子是固定在一起的,輪1的半徑和輪2的半徑相同,輪3的半徑和輪4的半徑相同,且為輪1和輪2半徑的一半,則輪1邊緣的a點(diǎn)和輪4邊緣的c點(diǎn)相比( )

A. 線速度之比為1∶2

B. 角速度之比為4∶1

C. 向心加速度之比為8∶1

D. 向心加速度之比為1∶8

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是( )

A.兩個(gè)相互接觸的物體間一定存在彈力

B.將物體豎直向上拋出,物體在上升階段所受的重力比落向地面時(shí)小

C.放在桌子上的書(shū)受到桌子對(duì)它的支持力,這是因?yàn)闀?shū)發(fā)生了微小的彈性形變而產(chǎn)生的

D.實(shí)心球體的重心不一定在球心處

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