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【題目】如圖所示,ABCD為豎直放在場強為的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道,其中軌道的ABC部分是半徑為R=0.5m的半圓環(huán)(B為半圓弧的中點),軌道的水平部分與半圓環(huán)相切于C點,D為水平軌道的一點,而且CD=2R,把一質量m=100g、帶電荷量的負電小球,放在水平軌道的D點,由靜止釋放后,小球在軌道的內側運動.,求:

(1)它到達B點時的速度是多大?

(2)它到達B點時對軌道的壓力是多大?

【答案】(1)(2)5N

【解析】(1)設小球在B點的速度大小是vB,則對于小球由D→B的過程中,應用動能定理列出:
qE×3R-mgR=mvB2
解得:vB=2m/s
(2)則球受到軌道的壓力大小為NB,在B點的圓軌道徑向方向上,小球受到軌道對它的彈力和電場力,應用牛頓第二定律,有:NB-qE=m
解得:NB=5×104×10-4+0.1×=5N
由牛頓第三定律可知,它對軌道的壓力為5N.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,粗細均勻且內壁光滑的導熱細玻璃管長L0=65cm,用長為h=25cm的水銀柱封閉一段理想氣體。開始時玻璃管水平放置,氣柱長L1=25cm,大氣壓強為P0=75cmHg。不考慮環(huán)境溫度的變化。

(i)若將玻璃管由水平位置緩慢轉至豎直位置(管口向上),求此時氣柱的壓強p2和長度L2;

(ii)保持玻璃管沿豎直方向放置,向玻璃管中緩慢注入水銀,當水銀柱上端與管口相平時封閉氣柱的長度L3。

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【題目】1某同學想利用圖甲所示裝置,驗證滑塊與鉤碼組成的系統機械能守恒,該同學認為只要將摩擦力平衡掉就可以了。你認為該同學的想法___選填正確不正確,理由是:______。

2另一同學用一傾斜的固定氣墊導軌來驗證機械能守恒定律。如圖乙所示,質量為m1的滑塊帶遮光條放在A處,由跨過輕質定滑輪的細繩與質量為m2的鉤碼相連,導軌B處有一光電門,用L表示遮光條的寬度,x表示A、B兩點間的距離,θ表示氣墊導軌的傾角,g表示當地重力加速度

①氣泵正常工作后,將滑塊由A點靜止釋放,運動至B,測出遮光條經過光電門的時間t,該過程滑塊與鉤碼組成的系統重力勢能的減小量表示為______,動能的增加量表示為______;若系統機械能守恒,則與x的關系式為=______用題中己知量表示

②實驗時測得m1=475g,m2=55g,遮光條寬度L=4mm,sinθ =0.1,改變光電門的位置,滑塊每次均從A點釋放,測量相應的x與t的值,以為縱軸,x為橫軸,作出的圖象如圖所示,則根據圖象可求得重力加速度g0 m/s2 計算結果保留2位有效數字,若g0與當地重力加速度g近似相等,則可驗證系統機械能守恒。

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【題目】帶正電的微粒放在電場中,場強的大小和方向隨時間變化的規(guī)律如圖所示.帶電微粒只在靜電力的作用下由靜止開始運動,則下列說法中正確的是( )

A.微粒在0~1 s內的加速度與1 s~2 s內的加速度相同

B.微粒將沿著一條直線運動

C.微粒做往復運動

D.微粒在第1 s內的位移與第3 s內的位移相同

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【題目】圓形區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場,三個質量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同的速率沿著AO方向對準圓心O射入磁場,其運動軌跡如圖所示.若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確的是( )

A.a粒子速率最大

B.c粒子速率最大

C.a粒子在磁場中運動的時間最長

D.它們做圓周運動的周期Ta<Tb<Tc

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【題目】如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37,在導軌所在平面內,分布著磁感應強度B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內阻r=0.50Ω的直流電源。現把一個質量m=0.04kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω,金屬導軌電阻不計,g10m/s2。已知sin37=0.60,cos37=0.80,求:

(1)通過導體棒的電流;

(2)導體棒受到的安培力大小和方向;

(3)導體棒受到的靜摩擦力。

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【題目】如圖所示,在xoy坐標系內有垂直xoy所在平面的范圍足夠大的勻速磁場,磁感應強度為B.某時刻有兩個粒子M、N分別從坐標原點Ox軸上的P點開始運動.M粒子帶電量為q,質量為m,初速度方向沿y軸正方向,速度大小為vM.運動軌跡如圖所示.N粒子帶電量為q,質量為0.5m,初速度方向是在xoy平面內的所有可能的方向,P點到O點距離是M粒子軌道半徑的3倍,兩粒子所受的重力不計.

(1)M粒子帶的是正電還是負電?運動的軌道半徑RM是多少?

(2)若兩個粒子相遇的位置在(RM,RM)的A點,則N粒子速度VN是多大?

(3)N粒子的速度vN有一臨界值v,當vN<v時,兩個粒子不可能相遇,求臨界v的大小。

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【題目】如圖所示,足夠長的光滑水平直導軌,電阻不計,導軌平行且間距為2m,垂直導軌平面向上有磁感應強度大小為1T的勻強磁場,導軌上相隔一定距離靜止放置兩根長度均為2m的金屬棒,a棒質量為1kg,電阻為5Ω;b棒質量為2kg,電阻為10Ω。現給a棒一個水平向右8m/s的初速度,當a棒的速度減小為4m/s時,b棒剛好碰到了障礙物,且經過0.02s速度減為零(不反彈,且a棒始終沒有與b棒發(fā)生碰撞),下列說法正確是()

A. b棒與障礙物碰撞前做勻加速直線運動

B. b棒在碰撞前瞬間的速度大小為2m/s

C. 碰撞過程中障礙物對b棒的平均沖擊力大小為200N

D. b棒碰到障礙物后,a棒繼續(xù)滑行的距離約為15m

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【題目】下面是地球、火星的有關情況比較.根據以上信息,關于地球及火星(行星的運動可看做圓周運動),下列推測正確的是(  )

A. 地球公轉的線速度小于火星公轉的線速度

B. 地球公轉的向心加速度大于火星公轉的向心加速度

C. 地球的自轉角速度小于火星的自轉角速度

D. 地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度

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