【題目】在豎直平面內(nèi),AB為水平放置的絕緣粗糙軌道,CD為豎直放置的足夠長絕緣粗糙軌道,AB與CD通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連接,圓弧的圓心為O,半徑R=1.0m,軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場強度的大小,現(xiàn)有質(zhì)量m=0.20kg,電荷量的帶電體(可視為質(zhì)點),從A點由靜止開始向右運動,已知A、B間距離L=1.0m,帶電體與軌道AB、CD的動摩擦因數(shù)均為=0.5。假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,不計空氣阻力。求:
(1)帶電體運動到圓弧形軌道C點時對軌道的壓力大;
(2)帶電體最終停止的位置;
(3)從A點到停止運動過程中帶電體的電勢能變化量;
(4)為使帶電體從最終停止處又能回到A點,可在該處給帶電體一個水平的速度, 求這速度大小和方向。
【答案】(1)24N;(2)帶電體最終靜止在C點正上方與C的豎直距離為1.8m處;(3)電勢能的變化量Ep=-12J;(4)速度大小為m/s,方向水平向左。
【解析】
(1)設帶電體達到C時速度為v,由動能定理
qE(L+R)-mgL-mgR=mv2-0
解得v=m/s,在C點,根據(jù)牛頓第二定律
FN-qE=m
解得帶電體運動到圓弧形軌道C點時軌道對它的支持力FN=24N,根據(jù)牛頓第三定律知,帶電體運動到圓弧形軌道C點時對軌道的壓力大小也是24N。
(2)設帶電體沿豎直軌道CD上升的最大高度為h,由動能定理
-mgh-qEh=0-mv2
解得h=1.8m,在最高點帶電體受到的最大靜摩擦力Fmax=qE=3N,重力G=mg=2N,所以帶電體最終靜止在C點正上方與C的豎直距離為1.8m處。
(3)從A點到停止運動過程中電場力做的功
W=qE(L+R)=12J
從A點到停止運動過程中帶電體的電勢能變化量
Ep=-W=-12J
(4)為使帶電體從最終停止處又能回到A點,設在停止處給帶電體一個方向向左的初速度v0,帶電體水平方向做勻減速運動,豎直方向做勻加速運動,要能回到A點,水平方向的加速度a==30m/s2,水平方向的位移
L+R=v0t-at2
豎直方向的位移
h+R=gt2
解得v0=m/s,方向水平向左。
答:(1)帶電體運動到圓弧形軌道C點時對軌道的壓力大小是24N;(2)帶電體最終靜止在C點正上方與C的豎直距離為1.8m處;(3)電勢能變化量為-12J;(4)水平的速度的大小為m/s,方向水平向左。
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【題目】如圖所示,質(zhì)量分布均勻的細棒中心為O點,O1為光滑鉸鏈,O2為光滑定滑輪,O與O2由一根輕質(zhì)細繩連接,水平外力F作用于細繩的一端,用N表示鉸鏈對桿的作用力,現(xiàn)在水平外力F作用下,從緩慢減小到0的過程中,下列說法正確的是( )
A.F逐漸變小,N大小不變
B.F逐漸變小,N逐漸變大
C.F先變小再變大,N逐漸變小
D.F先變小再變大,N逐漸變大
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【題目】愛因斯坦成功地解釋了光電效應現(xiàn)象,提出了光子說,關(guān)于與光電效應有關(guān)的四個圖像的說法正確的是( )
圖1為光電效應實驗,圖2為光電流與電壓的關(guān)系,圖3為金屬的遏止電壓U與入射光頻率的關(guān)系,圖4為光電子最大初動能與入射光頻率的關(guān)系。
A.如圖甲裝置,如果先讓鋅板帶負電,再用紫外線照射鋅板,則驗電器的張角可能變小
B.根據(jù)圖乙可知,黃光越強,光電流越大,說明光子的能量與光強有關(guān)
C.由圖丙可知2為該金屬的截止頻率
D.由圖丁可知E等于該金屬的逸出功
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【題目】如圖所示,空間有兩個等量的異種點電荷M、N固定在水平面上,虛線POQ為MN連線的中垂線,一負的試探電荷在電場力的作用下從P點運動到Q點,其軌跡為圖中的實線,軌跡與MN連線的交點為A。則下列敘述正確的是( )
A. 電荷M帶負電
B. A點的電勢比P點的電勢低
C. 試探電荷在A點速度最大
D. 試探電荷從P運動到Q的過程中電場力先做負功后做正功
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【題目】某小船在河寬為d,水速恒定為v的河中渡河,第一次用最短時間從渡口向?qū)Π堕_去,此時小船在靜水中航行的速度為v1,所用時間為t1;第二次用最短航程渡河從同一渡口向?qū)Π堕_去,此時小船在靜水中航行的速度為v2,所用時間為t2,結(jié)果兩次恰好抵達對岸的同一地點,則
A. 第一次所用時間t1=B. 第二次所用時間t2=
C. 兩次渡河的位移大小為D. 兩次渡河所用時間之比
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【題目】假設兩個相同的核A與B,質(zhì)量均為2.0134u,動能均為,它們在不受其他力作用的情況下相向運動發(fā)生對心正碰,轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>C核與D粒子,且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為C核與D粒子的動能,設C核質(zhì)量為3.0151u、動能為,D粒子質(zhì)量為1.0087u、動能為,可以確定( 。
A.
B.
C.釋放核能
D.質(zhì)量虧損為
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【題目】某小組做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時得出如圖所示的圖(Fˊ與A、O共線),其中A為固定橡皮條的固定點,O為橡皮條與細繩的結(jié)合點.
(1)實驗中需要的器材有:方木板、白紙、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、圖釘若干等,還必須要有的器材是_________________
(2)實驗過程中,橡皮條一端固定在木板上,用兩個彈簧測力計把橡皮條的結(jié)點拉到某一位置O點,在同一實驗過程中,前后兩次應把橡皮條的結(jié)點拉到______位置(填“相同”或“不同”)
(3)圖中______是F1與F2合力的真實值(填F或F)
(4)(多選)在實驗中,采取下列哪些措施可減小實驗誤差______
A.兩個分力F1、F2間夾角必須為90° B.兩個分力F1、F2的大小要盡量大些
C.拉橡皮條的細繩要盡量短一些 D.實驗前先檢查彈簧測力計的指針是否指零
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【題目】一物塊由靜止開始從粗糙斜面上的某點加速下滑到另一點,在此過程中重力對物塊做的功等于
A. 物塊動能的增加量
B. 物塊重力勢能的減少量與物塊克服摩擦力做的功之和
C. 物塊重力勢能的減少量和物塊動能的增加量以及物塊克服摩擦力做的功之和
D. 物塊動能的增加量與物塊克服摩擦力做的功之和
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【題目】如圖所示,斜面AC長L=1m,傾角=37°,CD段為與斜面平滑連接的水平地面。一個質(zhì)量m=2kg的小物塊從斜面頂端A由靜止開始滑下。小物塊與斜面、地面間的動摩擦因數(shù)均為=0.5。不計空氣阻力,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小物塊沿斜面下滑時的加速度大;
(2)小物塊滑到斜面底端C點時的速度大小v;
(3)小物塊在水平地面上滑行的最遠距離x。
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