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6.如圖所示,水平軌道與直徑為d=0.8m的半圓軌道相接,半圓軌道的兩端點(diǎn)A、B連線(xiàn)是一條豎直線(xiàn),整個(gè)裝置處于方向水平向右,大小為103V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一小球質(zhì)量m=0.5kg,帶有q=5×10-3 C電量的正電荷,在靜電力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切摩擦,g=10m/s2
(1)若它運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)離A為L(zhǎng),它恰能到達(dá)軌道最高點(diǎn)B,求小球在B點(diǎn)的速度和L的值.
(2)若它運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)離A為L(zhǎng)′=2.6m,且它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)消失,它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到落地,求落地點(diǎn)與B點(diǎn)的距離.

分析 (1)小球恰好到達(dá)B點(diǎn)時(shí),由重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律可求出小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的速度,對(duì)從靜止到B過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解L.
(2)小球離開(kāi)B點(diǎn),電場(chǎng)消失,小球做平拋運(yùn)動(dòng).先運(yùn)用動(dòng)能定理求出小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度,再根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解落地點(diǎn)與起點(diǎn)的距離.

解答 解:(1)因小球恰能到B點(diǎn),則在B點(diǎn),有:
mg=mvB2\fracwobi6zl2,
解得:
vB=gd2=4m/s=2m/s
小球從靜止運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程,由動(dòng)能定理,有:
qEL-mgd=12mvB2
代入數(shù)據(jù)解得:L=1m.
(2)小球離開(kāi)B點(diǎn),電場(chǎng)消失,小球做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)落地點(diǎn)距B點(diǎn)距離為s,由動(dòng)能定理得:
小球從靜止運(yùn)動(dòng)到B有:qELmgd=12mvB2
代入數(shù)據(jù)解得:vB=42m/s
對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng),有:d=12gt2
解得:t=2dg=2×0.810s=0.4s
水平位移大小為:x=vBt=42×0.4m=825m
故有:s=5fbe11d2+x2=0.64+12825m=2.4m.
答:(1)若它運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)離A為L(zhǎng),它恰能到達(dá)軌道最高點(diǎn)B,小球在B點(diǎn)的速度為2m/s,L的值為1m.
(2)若它運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)離A為L(zhǎng)=2.6m,且它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)消失,它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到落地,落地點(diǎn)與起點(diǎn)的距離為2.4m.

點(diǎn)評(píng) 本題是動(dòng)能定理與平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)臨界條件的綜合,把握每個(gè)過(guò)程和狀態(tài)的規(guī)律是解題的規(guī)律,屬于常規(guī)題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

15.如圖所示是一個(gè)按正弦函數(shù)規(guī)律變化的交變電流的圖象.由圖象可知,該交變電流的有效值是52A,電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i=10sin5πt(A).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.對(duì)于太陽(yáng)與行星間的引力及其表達(dá)式F=GMmr2下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.公式中G為比例系數(shù),與太陽(yáng)、行星都有關(guān)
B.太陽(yáng)對(duì)行星的引力大于行星對(duì)太陽(yáng)的引力
C.太陽(yáng)、行星彼此受到的引力是一對(duì)平衡力,合力為零,M、m都處于平衡狀態(tài)
D.太陽(yáng)、行星彼此受到的引力是一對(duì)相互作用力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.下列說(shuō)法中正確的是( �。�
A.物體所受合外力越大,其動(dòng)量變化一定越大
B.物體所受合外力越大,其動(dòng)量變化率一定越大
C.物體所受合外力的沖量越大,其動(dòng)量變化量一定越大
D.物體所受合外力的沖量越大,其動(dòng)量一定變化得越快

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.如圖所示是通過(guò)街頭變壓器降壓給用戶(hù)供電的示意圖.輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓,負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng).輸出電壓通過(guò)輸電線(xiàn)輸送給用戶(hù),每條輸電線(xiàn)總電阻用R0表示.當(dāng)負(fù)截增加時(shí),則(  )
A.電壓表的示數(shù)減小B.電流表的示數(shù)減小
C.電流表的示數(shù)減小D.電壓表、的示數(shù)之差增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

11.在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中:

(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,將實(shí)驗(yàn)器材組裝如圖1所示.請(qǐng)你指出該裝置中的兩處錯(cuò)誤或不妥之處:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池,應(yīng)使用低壓交流電源、實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡小車(chē)的摩擦力.
(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變,得到了小車(chē)加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù),如表所示:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度
a/m•s-2
小車(chē)與砝碼總質(zhì)量
m/kg
小車(chē)與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)
m-1/kg-1
10.290.205.0
20.250.254.0
30.220.303.3
40.180.352.9
50.160.402.5
請(qǐng)你在圖2的方格紙中建立合適坐標(biāo)并畫(huà)出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線(xiàn).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.某一時(shí)刻a,b兩物體以不同的速度經(jīng)過(guò)某一點(diǎn),并沿同一方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),已知兩物體的加速度相同,則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(  )
A.a,b兩物體速度之差與時(shí)間成正比
B.a,b兩物體速度之差與時(shí)間成反比
C.a,b兩物體位移之差與時(shí)間成正比
D.a,b兩物體位移之差與時(shí)間的平方成正比

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

15.為精確描繪一標(biāo)有“4.8V 0.3A”的小燈泡的伏安特性曲線(xiàn),可供選擇的器材有:
電壓表:量程1V,內(nèi)阻998.3Ω
電流表:量程0.3A,內(nèi)阻約5Ω
電阻箱R0:最大阻值99999.9Ω,符號(hào)“
滑動(dòng)變阻器R:0~20Ω
電源E:電動(dòng)勢(shì)約6V,內(nèi)阻不計(jì)
單刀單擲開(kāi)關(guān)1個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干.

(1)實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用分段的方法進(jìn)行描繪.他們先采用圖1的電路描繪0-1.0V該燈泡的伏安特性曲線(xiàn).
在某一電壓下,電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖2、3所示.則電流表的讀數(shù)為0.103A,電壓表的讀數(shù)為0.79V.
調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻,讀出電壓表和電流表的示數(shù),繪出0~1.0V該燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖4所示.
(2)之后,他們重新設(shè)計(jì)電路描繪該燈泡1.0V~4.80V電壓的伏安特性曲線(xiàn):
①請(qǐng)你利用上述器材為該組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,并將它畫(huà)在指定位置.
②為了滿(mǎn)足本實(shí)驗(yàn)的要求并保證實(shí)驗(yàn)的精確度,電阻箱的阻值應(yīng)為3993.2Ω.
③實(shí)驗(yàn)中描繪出1.0V~4.80V小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖5所示,由圖可知該燈泡的額定功率為1.43W(保留三位有效數(shù)字).小燈泡工作在4.80V電壓時(shí)與0.60V電壓時(shí)的電阻比值為2.6(保留二位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車(chē),駛過(guò)半徑R=90m的一段凹形橋面,重力加速度g=10m/s2.當(dāng)小轎車(chē)以20m/s的速度通過(guò)橋面最低點(diǎn)時(shí),求小轎車(chē)對(duì)橋面的壓力.

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同步練習(xí)冊(cè)答案