【題目】如圖所示,長度為L1=3m的絕緣水平傳送帶以v0=4m/s速度順時針轉(zhuǎn)動,將質(zhì)量m=0.1kg、帶電量q=1×10-7C的滑塊(視為質(zhì)點)P輕放在傳送帶的A端,P通過傳送帶后滑上絕緣水平面,水平面上有相距L2=1.6m的空間內(nèi)存在水平向左的勻強電場E,傳送帶右端B到電場左端C間的水平面光滑,其余水平面是粗糙的,滑塊與傳送帶、其余水平面間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.4(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等)。(g取10m/s2)
(1)求滑塊從A端運功到B端的時間;
(2)如果滑塊不會離開電場區(qū)域,電場強度E的取值范圍多大;
(3)如果滑塊能離開電場區(qū)域,求出電場力對滑塊所做的功W與電場力F的關(guān)系式。
【答案】(1)t=1.25s (2) (3)當(dāng)F≤0.1N時, ;當(dāng)F>0.4N時,W=0
【解析】(1)設(shè)滑塊放上傳送帶后由牛頓第二定律得: ①
設(shè)滑塊從放到傳送帶上到與傳送帶獲得相同速度的時間為t1,則: ②
滑塊在t1內(nèi)的位移為: ③
則此時滑塊還沒到達B端,接下來以v0向B勻速運動,
滑塊在傳送帶上勻速運動時間為: ④
滑塊從A端運功到B端的時間為 ⑤
(2)小滑塊在摩擦力和電場力的作用下,向右做勻減速直線運動,設(shè)加速度為a,
依題意和牛頓第二定律,有: ⑥
又: ⑦
⑧
若小滑塊不會從右側(cè)離開電場區(qū)域,由勻變速直線運動規(guī)律,有: ⑨
解得: ⑩
若小滑塊不會從左側(cè)離開電場區(qū)域,必須滿足:F≤f
解得:
綜上所述,電場強度E的取值范圍為:
(3)由(2)可知:
如果小滑塊會離開電場區(qū)域,電場力F必須滿足:F=qE= q=1×10-7×106≤0.1N
或F=qE = 1×10-7×4×106>0.4N
若F≤0.1N,小滑塊將從右側(cè)離開電場區(qū)域,小滑塊在電場中的位移s=1.6m,
則
若F>0.4N,小滑塊將從左側(cè)離開電場區(qū)域,此過程小滑塊在電場中的位移s=0,電場力做功為0,即W=0
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【題目】水平地面上固定一足夠長的光滑斜面,斜面頂端有一光滑定滑輪,一輕繩跨過滑輪,繩兩端分別連接小物塊A和B。已知斜面傾角θ=300,小物塊A的質(zhì)量為m,小物塊B的質(zhì)量為0.8m,小物塊B距離地面的高度為h,小物塊A距離定滑輪足夠遠。開始時,小物塊A和小物塊B位于同一水平面上,用手按住小物塊A,然后松手。則下列說法正確的是( )
A. 松手瞬間,小物塊A的加速度大小為g/6
B. 松手后,小物塊A的機械能守恒
C. 小物塊B落地前瞬間的速度大小為
D. 小物塊A能夠上升到的最高點距離地面的距離為5h/3
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【題目】如圖所示,從地面上A點發(fā)射一枚遠程彈道導(dǎo)彈,沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標(biāo)B、C為軌道的遠地點,距地面高度為h,已知地球半徑為R,地球質(zhì)量為M,引力常量為G,不計空氣阻力,則下列結(jié)論正確的是( 。
A. 導(dǎo)彈在C點的速度大于
B. 導(dǎo)彈在C點的加速度等于
C. 導(dǎo)彈從A點運動到B點的時間為
D. 地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個焦點
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【題目】甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛,在t=0到t=t1的時間內(nèi),它們的v–t圖象如圖所示,則在這段時間內(nèi)( )
A. 汽車甲的平均速度大小
B. 汽車乙的平均速度等于
C. 汽車乙的平均速度小于
D. 汽車甲、乙的加速度大小都逐漸增大
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【題目】“驗證力的平行四邊形定則”的實驗如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。
(1)除已有的方木板、白紙、三角板、圖釘、橡皮條、細繩、鉛筆外,還需要的器材______ ______(填寫字母代號)
A.天平 B.彈簧秤 C.秒表 D.游標(biāo)卡尺 E.刻度尺
(2)圖乙中的F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是____________ (填“F”或“F’”)
(3)本實驗采用的科學(xué)方法是___________
A.理想實驗法 B.等效替代法
(4)本實驗中以下說法正確的是___________
A.兩根細繩必須等長
B.橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上
C.在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行
D.實驗中,把橡皮條的另一端拉到O點時,兩個彈簧秤之間夾角必須取90°
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【題目】一圓環(huán)形鋁質(zhì)金屬圈(阻值不隨溫度變化)放在勻強磁場中,設(shè)第1s內(nèi)磁感線垂直于金屬圈平面(即垂直于紙面)向里,如圖甲所示。若磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示,那么第3s內(nèi)金屬圈中( )
A. 感應(yīng)電流逐漸增大,沿逆時針方向
B. 感應(yīng)電流恒定,沿順時針方向
C. 圓環(huán)各微小段受力大小不變,方向沿半徑指向圓心
D. 圓環(huán)各微小段受力逐漸增大,方向沿半徑指向圓心
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【題目】為了精確測量某待測電阻Rx的阻值(約為30Ω)。有以下一些器材可供選擇。
電流表:A1(量程0~50mA,內(nèi)阻約12Ω)
A2(量程0~3A,內(nèi)阻約0.12Ω)
電壓表:V1(量程0~3V,內(nèi)阻很大)
V2(量程0~15V,內(nèi)阻很大)
電源:E(電動勢約為3V,內(nèi)阻約為0.2Ω)
定值電阻:R(30Ω,允許最大電流2.0A)
滑動變阻器:R1(0~10Ω,允許最大電流2.0A)
滑動變阻器:R2(0~1kΩ,允許最大電流0.5A)
單刀單擲開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干
(1)電流表應(yīng)選________,電壓表應(yīng)選________,滑動變阻器應(yīng)選________。(填字母代號)
(2)請在方框中畫出測量電阻Rx的實驗電路圖_______。(要求測量值的范圍盡可能大一些,所用器材用對應(yīng)的符號標(biāo)出)
(3)某次測量中,電壓表示數(shù)為U時,電流表示數(shù)為I,則計算待測電阻阻值的表達式為Rx=________。
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【題目】如圖甲所示,用鐵架臺、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。
(1)為完成實驗,還需要的實驗器材有______________。
(2)實驗中需要測量的物理量有______________。
(3)圖乙是彈簧彈力F與彈簧伸長量x的F-x圖線,由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為______ N/m。圖線不過原點的原因是由于_______________。
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【題目】在光滑絕緣水平面上,一輕繩拉著一個帶電小球繞O點在勻強磁場中做逆時針方向的水平勻速圓周運動,磁場方向豎直向下,其俯視圖如圖所示。若小球運動到A點時,繩子突然斷開,關(guān)于小球在繩斷開后可能的運動情況,以下說法中正確的是
A. 小球仍做逆時針勻速圓周運動,半徑不變
B. 小球仍做逆時針勻速圓周運動,半徑減小
C. 小球做順時針勻速圓周運動,半徑不變
D. 小球做順時針勻速圓周運動,半徑減小
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