【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi),用長為L的絕緣輕繩將質(zhì)量為m、帶電量為+q、的小球懸于O點(diǎn),整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場中。初始時(shí)刻小球靜止在P點(diǎn)。細(xì)繩與場強(qiáng)方向成角。今用絕緣錘子沿豎直平面、垂直于OP方向打擊一下小球,之后迅速撤離錘子,當(dāng)小球回到P處時(shí),再次用錘子沿同一方向打擊小球,兩次打擊后小球恰好到達(dá)Q點(diǎn),且小球總沿圓弧運(yùn)動,打擊的時(shí)間極短,小球電荷量不損失。錘子第一次對小球做功為W1,第二次對球做功為W2。

(1)求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E;

(2)的值達(dá)到最大,分別求W1、W2;

(3)的值最大時(shí),求第一、二次小球被打擊后瞬間細(xì)繩的拉力大小F1、F2

【答案】(1)(2)(3);

【解析】(1)如圖所示,小球在A點(diǎn)(題中P點(diǎn))合力為零,則有:tanθ=,
解得:E=
(2)第一次擊打后球最多到達(dá)等效與球心等高B位置,根據(jù)功能關(guān)系,有:
W1≤mgL(sinθ+cosθ)+qEL(cosθ-sinθ)
結(jié)合tanθ=
在等效最高點(diǎn)C時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有:
根據(jù)功能關(guān)系有:W1+W2-mg2Lsinθ-qE2Lcosθ=mv02
整理可以得到:
整理可以得到:W1=,W2=


(3)打擊一次后,物體獲得的速度為v1,則有:W1=mv12
根據(jù)牛頓第二定律得:F1-
打擊二次后,物體獲得的速度為v2,則有:W1+W2=mv22
根據(jù)牛頓第二定律得:F2-
聯(lián)立整理可以得到:F1=,F(xiàn)2=

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的圓錐頂用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸掛一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球。圓錐體軸線AB沿豎直方向,母線與軸線之間的夾角為θ=37,若物體跟隨圓錐體且繞軸線AB做水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動,已知重力加速度為gsinOθ=0.6,cosθ=0.8,求:

(1)當(dāng)時(shí),求線對物體的拉力大;

(2)當(dāng)時(shí),求線對物體的拉力大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物理興趣小組在探究平拋運(yùn)動的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí),將小球做平拋運(yùn)動,用閃頻照相機(jī)對準(zhǔn)方格背景照相,拍攝到了如圖所示的照片,但照片上有一破損處,已知每個(gè)小方格邊長9.8cm,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=9.8m/s2

1)若以拍攝的第一個(gè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右和豎直向下分別為X、Y軸正方向,則照片上破損處的小球位置坐標(biāo)為X= ______ cm,Y= ______ cm

2)頻閃照相機(jī)拍照的時(shí)間間隔t= ___ s,小球平拋的初速度大小為____ m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了測量某高內(nèi)阻電源的電動勢E和內(nèi)阻r(電動勢約5V、內(nèi)阻約500Ω),現(xiàn)提供下列器材:

A.待測電源

B.電壓表V(0~3 V,內(nèi)阻約幾千歐)

C.電流表A(10 mA,RA=10Ω)

D.電阻箱R0(0~9999.9Ω)

E.滑動變阻器R1(0~20Ω)

F.滑動變阻器R2(0~1000Ω)

G.開關(guān)及導(dǎo)線

H.干電池若干節(jié)(內(nèi)阻很小)

(1)實(shí)驗(yàn)中需要將電壓表改裝。首先測定其內(nèi)阻,某同學(xué)采用圖甲所示的電路,電源為干電池組。開關(guān)S閉合前,電阻箱R0的阻值應(yīng)該調(diào)到_________ (選填最大)。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電壓表指針滿偏時(shí),阻值為R01=2950Ω;當(dāng)電壓表指針半偏時(shí),阻值為R02=8900Ω,則電壓表內(nèi)阻RV=_________Ω。

(2)采用圖乙所示的電路測量電源電動勢和內(nèi)阻。電阻箱R0與電壓表串聯(lián)構(gòu)成量程為6V的電壓表,則R0=________Ω;滑動變阻器應(yīng)選_________ (選填“R1“R2)。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù),作出電源路端電壓U隨電流I變化的圖象如圖丙所示,由圖象可知E=______V,r=_______Ω。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下面是某同學(xué)對電場中的一些概念及公式的理解,其中正確的是( )

A. 根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式可知,電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與試探電荷所帶的電荷量成反比

B. 根據(jù)電容的定義式可知,電容器的電容與其所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比

C. 根據(jù)真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式可知,電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與場源電荷所帶電荷量有關(guān)

D. 根據(jù)電勢差的定義式可知,帶電荷量為1C的正電荷,從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)克服電場力做功為1J,則A、B兩點(diǎn)間的電勢差為UAB1V

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)電量為-Q的點(diǎn)電荷甲,固定在絕緣水平面上的O點(diǎn).另一個(gè)電量為+q及質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙,從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動,到B點(diǎn)時(shí)速度最小且為v.已知點(diǎn)電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μAB間距離為L0及靜電力常量為k,則 ( )

A. 點(diǎn)電荷乙越過B點(diǎn)后繼續(xù)向左運(yùn)動,其電勢能增多

B. AB的過程中,電場力對點(diǎn)電荷乙做的功

C. 在點(diǎn)電荷甲形成的電場中,AB間電勢差

D. OB間的距離為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國建立在北緯43°的內(nèi)蒙古赤峰草原天文觀測站在金鴿牧場揭牌并投入使用,該天文觀測站應(yīng)用了先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡.現(xiàn)有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星,一位觀測員在對該衛(wèi)星的天文觀測時(shí)發(fā)現(xiàn):每天晚上相同時(shí)刻總能出現(xiàn)在天空正上方同一位置,則衛(wèi)星的軌道必須滿足下列哪些條件(已知地球質(zhì)量為M,地球自轉(zhuǎn)的周期為T,地球半徑為R,引力常量為G )(  )

A. 該衛(wèi)星一定在同步衛(wèi)星軌道上

B. 衛(wèi)星軌道平面與地球北緯43°線所確定的平面共面

C. 滿足軌道半徑r=n=1、2、3…)的全部軌道都可以

D. 滿足軌道半徑r=n=12、3…)的部分軌道

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在第一象限存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面(xy平面)向外;在第四象限存在勻強(qiáng)電場,方向沿x軸負(fù)向。在y軸正半軸上某點(diǎn)以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子,該粒子在(d,0)點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場。不計(jì)重力。若該粒子離開電場時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為θ,求:

(1)該粒子在電場中運(yùn)動到達(dá)y軸的坐標(biāo);

(2)電場強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值;

(3)該粒子從進(jìn)入磁場到離開電場的運(yùn)動時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為L的輕質(zhì)細(xì)桿一端拴在天花板上的O點(diǎn),另一端拴一質(zhì)量為m的小球.剛開始細(xì)桿處于水平位置,現(xiàn)將小球由靜止釋放,細(xì)桿從水平位置運(yùn)動到豎直位置,在此過程中小球沿圓弧從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),不計(jì)空氣和O點(diǎn)阻力,則( )

A. 小球下擺過程中,重力對小球做功的平均功率為0

B. 小球下落高度為0.5L時(shí),細(xì)桿對小球拉力為1.5mg

C. 小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí),細(xì)桿對小球的拉力為2mg

D. 小球下擺過程中,重力對小球做功的瞬時(shí)功率先增大后減小

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同步練習(xí)冊答案