【題目】一光滑絕緣軌道ABD固定在豎直平面上,如圖所示,AB段水平,BD段是半徑為R的半圓弧,有一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在圓心O點(diǎn)。一質(zhì)量為m,不帶電的小球1放在絕緣軌道上,在水平外力作用下從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)撤去外力,與靜止在B處的另一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小球2發(fā)生正碰,碰撞過(guò)程中小球1的動(dòng)量改變量大小始終為碰前球1動(dòng)量的。已知CB之間的距離為2R,且碰幢過(guò)程中不交換電荷量。
(1)若水平外力為恒力,求碰幢前球1的速度大;
(2)若水平外力為恒力,求碰幢后球2在E點(diǎn)對(duì)軌道的壓力;
(3)若碰幢后球2要能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),求F的最小值。
【答案】(1)(2)(3);
【解析】
(1)到由動(dòng)能定理得:
解得:
(2)由于球1動(dòng)量的改變量為碰幢前球1動(dòng)量的 ,因此球1的速度變?yōu)?/span>
由動(dòng)量守恒定律得:
球2的速度為:
到,電場(chǎng)力不做功,由動(dòng)能定理得:
解得:
由牛頓第二定律得:
解得:
根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)壍赖膲毫?/span>,方向向右
(3)為使球2能過(guò)點(diǎn),求的最小值,即剛好過(guò)最高點(diǎn)
(i )若
到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)為零
由動(dòng)能定理得:
球2在點(diǎn)的速度為:
根據(jù)動(dòng)量守恒定律,球1碰前的速度為:
到由動(dòng)能定理得:
解得:
(ii)若
到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)大于等于即可
由動(dòng)能定理得:
球2在點(diǎn)的速度為:
根據(jù)動(dòng)量守恒定律,球1碰前的速度為:
到由動(dòng)能定理得:
解得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】磁懸浮鐵路中文拼音:cí xuán fú tiě lù,英文名:magley railway,是一種新型的交通運(yùn)輸系統(tǒng),它是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車(chē)輛托起.使整個(gè)列車(chē)懸浮在導(dǎo)軌上,利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向,利用直流電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推動(dòng)列車(chē)前進(jìn).它清除了輪軌之間的接觸,無(wú)摩擦阻力,線(xiàn)路垂直負(fù)荷小,時(shí)速高,無(wú)污染,安全,可靠,舒適.其應(yīng)用仍具有廣泛前景。采用直流電機(jī)模式獲得驅(qū)動(dòng)力的列車(chē)可簡(jiǎn)化為如下情境:固定在列車(chē)下端的矩形金屬框隨車(chē)平移;軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度沿Ox方向按正弦規(guī)律分布,最大值為B0,其空間變化周期為2d,整個(gè)磁場(chǎng)以速度v1沿Ox方向向前高速勻速平移,列車(chē)以速度v2沿Ox方向勻速行駛,且vl>v2,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到的安培力即為列車(chē)向前行駛的驅(qū)動(dòng)力.設(shè)金屬框電阻為R,長(zhǎng)PQ=L,寬NP=d,求:
(1)如圖為列車(chē)勻速行駛時(shí)的某一時(shí)刻,設(shè)為t=0時(shí)刻,MN、PQ均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值處,此時(shí)金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的大小和方向;
(2)從t=0時(shí)刻起列車(chē)勻速行駛s距離的過(guò)程中,矩形金屬線(xiàn)框產(chǎn)生的焦耳熱。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,打出如圖甲所示的一條紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz.
(1)根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù),打下C點(diǎn)時(shí)重物的速度為______m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(2)某同學(xué)選用兩個(gè)形狀相同,質(zhì)量不同的重物a和b進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得幾組數(shù)據(jù),畫(huà)出圖象,并求出圖線(xiàn)的斜率k,如圖乙所示,由圖象可知a的質(zhì)量m1______b的質(zhì)量m2(選填“大于”或“小于”)。
(3)通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)造成k2值偏小的原因是實(shí)驗(yàn)中存在各種阻力,已知實(shí)驗(yàn)所用重物的質(zhì)量m2=0.052kg,當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=9.78m/s2,求出重物所受的平均阻力f=______N.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在勻強(qiáng)電場(chǎng)中a、b、c、d為矩形的四個(gè)頂點(diǎn),e、f分別為ab邊和cd的中點(diǎn)。ab=cd=2cm,ad=bc=1cm。已知電場(chǎng)線(xiàn)的方向平行于矩形所在平面,a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)分別為4V、8V、6V,則( 。
A.d點(diǎn)的電勢(shì)為2VB.電場(chǎng)線(xiàn)方向沿fb指向f
C.電場(chǎng)強(qiáng)度為200V/mD.一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能減少
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】交通法規(guī)中越線(xiàn)停車(chē)的行為認(rèn)定如下:當(dāng)交通信號(hào)燈為紅燈期間,汽車(chē)的前輪駛過(guò)停止線(xiàn),會(huì)觸發(fā)電子眼拍攝第一張照片;汽車(chē)的后輪駛過(guò)停止線(xiàn),會(huì)觸發(fā)電子眼拍攝第二張照片;兩種照片齊全,這種行為被認(rèn)定為“越線(xiàn)停車(chē)”,F(xiàn)有一汽車(chē)以36 km/h勻速行駛至路口,該路口的最高時(shí)速不能超過(guò)54km/h,在前輪距離停止線(xiàn)100m處,司機(jī)發(fā)現(xiàn)交通信號(hào)燈還有6s將由綠燈變?yōu)榧t燈,于是司機(jī)立即加速,但等紅燈亮起時(shí)汽車(chē)還未過(guò)停車(chē)線(xiàn),為了不闖紅燈,司機(jī)立即剎車(chē)減速。已知汽車(chē)剎車(chē)時(shí)受到的阻力恒為車(chē)重的,正常行駛時(shí)汽車(chē)所受的阻力是剎車(chē)時(shí)的,加速時(shí)汽車(chē)牽引力變?yōu)樵葎蛩傩旭倳r(shí)的3倍,汽車(chē)前后輪與地面接觸點(diǎn)之間的距離為3 m,汽車(chē)行駛時(shí)不超過(guò)該路段的最高限速,g取10 m/s2。求:
(1)汽車(chē)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)和剎車(chē)時(shí)的加速度大小;
(2)汽車(chē)最終停止時(shí).汽車(chē)前輪與地面接觸點(diǎn)到停止線(xiàn)的距離;該車(chē)是否“越線(xiàn)停車(chē)”?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的x-t圖像,則下列說(shuō)法正確的是()
A. 甲物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B. 在t1時(shí)間內(nèi)甲的路程大于乙的路程
C. 在t1時(shí)間內(nèi)兩物體平均速度相等
D. 相遇時(shí),甲的速度大于乙的速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“軌道康復(fù)者”被稱(chēng)為“太空110”,它可在太空中給因燃料耗盡而要報(bào)廢的“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源,延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命,假設(shè)“軌道康復(fù)者”軌道半徑為同步衛(wèi)星軌道半徑的,其運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致,軌道平面與地球赤道平面重合,下列說(shuō)法正確的是
A.“軌道康復(fù)者”的加速度是同步衛(wèi)星加速度的倍
B.“軌道康復(fù)者”的線(xiàn)速度是同步衛(wèi)星速度的倍
C.“軌道康復(fù)者”的周期是同步衛(wèi)星的5倍
D.站在地球赤道上的人觀(guān)察到“軌道康復(fù)者”向西運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】持續(xù)性暴雨會(huì)影響道路交通安全,某高速公路直線(xiàn)車(chē)道上.一輛轎車(chē)正以v1=30m/s的速度高速行駛.突然發(fā)現(xiàn)前方s0=40m處有一輛貨車(chē)在同一車(chē)道上同向勻速行駛,為了避險(xiǎn),轎車(chē)司機(jī)經(jīng)過(guò)t=0.5s的反應(yīng)時(shí)間后緊急剎車(chē).已知轎車(chē)剎車(chē)后要經(jīng)過(guò)s=112.5m才停下來(lái),兩車(chē)剛好沒(méi)有相撞,求:
(1)轎車(chē)剎車(chē)后減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a;
(2)貨車(chē)勻速行駛的速度v2.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,用粗細(xì)均勻的同種金屬導(dǎo)線(xiàn)制成的兩個(gè)正方形單匝線(xiàn)圈a、b,垂直放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,a的邊長(zhǎng)為L,b的邊長(zhǎng)為2L。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí),不考慮線(xiàn)圈a、b之間的影響,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.線(xiàn)圈a、b中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為E1∶E2=1∶2
B.線(xiàn)圈a、b中的感應(yīng)電流之比為I1∶I2=1∶2
C.相同時(shí)間內(nèi),線(xiàn)圈a、b中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2=1∶4
D.相同時(shí)間內(nèi),通過(guò)線(xiàn)圈a、b某截面的電荷量之比q1∶q2=1∶4
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