如圖所示,一根長為L=1.5m的絕緣細(xì)直桿MN,豎直固定在場強(qiáng)為E=1.0×105N/C、與水平方向成θ=37°角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場中.桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A,電荷量Q= +4.5×10-6C;另一帶電小來自球B穿在桿上可自由滑動(dòng),電荷量q= +1.0×10-6C,質(zhì)量m=1.0×10-2kg,與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運(yùn)動(dòng).(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)小球B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大?
(2)小球B的速度最大時(shí),距M端的高度h為多大?
(3)若小球B在下落過程的最大速度為0.77m/s,則從開始下落到速度達(dá)到最大的過程中,小球B的電勢能改變了多少?
(1)(2)1.125m(3)

試題分析:(1)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球B受重力、庫侖力、桿的彈力、電場力和摩擦力,沿桿方向運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得

解得:

代入數(shù)據(jù)解得
 
(2)小球B速度最大時(shí)合力為零,即

解得

代入數(shù)據(jù)解得
h=1.125m
(3)小球B從開始運(yùn)動(dòng)到速度為v的過程中,設(shè)重力做功為,電場力做功為,庫侖力做功為,摩擦力做功,根據(jù)動(dòng)能定理有:(或者把勻強(qiáng)電場和A電荷對B的作用力統(tǒng)稱為電場力,得到正確答案照常給分)


設(shè)小球的電勢能改變了ΔEP,則



點(diǎn)評:對小球B進(jìn)行受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律求出開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大。鶕(jù)受力情況分析小球B的運(yùn)動(dòng)情況,找出小球B速度最大時(shí)的位置特點(diǎn).由于A對B的庫侖力做功是變力功,所以運(yùn)用動(dòng)能定理求解電場力做功.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

質(zhì)量為2×103kg的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為80Kw,汽車在平直公路上行駛,所受阻力大小恒為4×103N.試求:
(1)汽車在公路上的最大行駛速度為多大
(2)若汽車以2m/s2勻加速啟動(dòng),汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間為多長.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一輕彈簧上端固定,在下端系一重物m,用手托住重物,使彈簧處于豎直方向,彈簧的長度等于原長時(shí),突然松手,重物下落的過程中,對于重物、彈簧和地球組成的系統(tǒng)來說,下列說法正確的是
A.重物的動(dòng)能最大時(shí),重力勢能和彈性勢能的總和最小
B.重物的重力勢能最小時(shí),動(dòng)能最大
C.彈簧的彈性勢能最大時(shí),重物的動(dòng)能最小
D.重物的重力勢能最小時(shí),彈簧的彈性勢能最大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在空中某點(diǎn)將三個(gè)相同小球以相同的速率v分別水平拋出、豎直上拋、豎直下拋,最后都落在同一水平地面,下列說法正確的是(     )
A.三個(gè)小球重力做功相同
B.豎直下拋的小球的重力平均功率最大
C.三個(gè)小球落地時(shí)的速度大小相等
D.三個(gè)小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m的小球從離桌面高度為H處由靜止下落,桌面離地高度為h,如圖所示.若以桌面為參考平面,那么小球落地時(shí)的重力勢能及整個(gè)過程中小球重力勢能的變化分別為(  )
A.mgh,減少mg(H-h(huán))B.mgh,增加mg(H+h)
C.-mgh,增加mg(H-h(huán))D.-mgh,減少mg(H+h)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,固定在地面上的光滑圓弧面底端與車C的上表面平滑相接,在圓弧面上有一滑塊A,其質(zhì)量mA=2kg,在距車的水平面高h(yuǎn)=1.25m處由靜止下滑,車C的質(zhì)量為mC=6kg.在車C的左端有一質(zhì)量mB=2kg的滑塊B,滑塊B與A均可視作質(zhì)點(diǎn),滑塊A與B碰撞后立即粘合在一起共同運(yùn)動(dòng),最終沒有從車C上滑落.已知滑塊A、B與車C的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,車C與水平面間的摩擦忽略不計(jì),取g=10m/s2.求:

(1)滑塊A滑到圓弧面底端時(shí)的速度大小;
(2)滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度大;
(3)車C的最短長度.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(1)科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié):提出問題→作出假設(shè)→制定計(jì)劃→搜集證據(jù)→評估交流等.一組同學(xué)研究“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的探究過程如下:
A.有同學(xué)認(rèn)為:運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān).
B.他們計(jì)劃利用一些“小紙杯”作為研究對象,用超聲測距儀等儀器測量“小紙杯”在空中直線下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,以驗(yàn)證假設(shè).
C.在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,同學(xué)們首先測量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時(shí)刻的下落距離,將數(shù)據(jù)填入表中,畫出對應(yīng)的位移一時(shí)間圖線,然后將不同數(shù)量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落,分別測出它們的速度一時(shí)間圖線.
D.同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后,證實(shí)了他們的假設(shè),回答下列提問:
與上述過程中A、C步驟相應(yīng)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)分別是______,______.
(2):量得一只彈簧測力計(jì)3N和5N兩刻度線之間的距離為2.5cm,則這只彈簧測力計(jì)3N刻度線與零刻度線間的距離為______cm;彈簧測力計(jì)所用彈簧的勁度數(shù)為______N/m.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

在探究“恒力做功和物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中.
(1)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖甲所示,該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,實(shí)驗(yàn)時(shí)在安裝正確、操作規(guī)范的前提下(已平衡摩擦力)還需要滿足的條件:______
(2)實(shí)驗(yàn)中,除位移、速度外,還要測出的物理量有:______
(3)在上述實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz.某同學(xué)打出的一段紙帶如圖乙所示,則小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為______m/s.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體,甲的速度是乙的速度的2倍,則( 。
A.甲的動(dòng)能是乙的動(dòng)能的
1
2
B.甲的動(dòng)能是乙的動(dòng)能的2倍
C.甲的動(dòng)能是乙的動(dòng)能的
1
4
D.甲的動(dòng)能是乙的動(dòng)能的4倍

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