(09·上海物理·23)(12分)如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120°角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩
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(09·上海物理·23)(12分)如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120°角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩
题型:不详
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(09·上海物理·23)(12分)如图,质量均为m的两个小球A、B固定在弯成120°角的绝缘轻杆两端,OA和OB的长度均为l,可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动,空气阻力不计。设A球带正电,B球带负电,电量均为q,处在竖直向下的匀强电场中。开始时,杆OB与竖直方向的夹角q0=60°,由静止释放,摆动到q=90°的位置时,系统处于平衡状态,求:
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)系统由初位置运动到平衡位置,重力做的功Wg和静电力做的功We;
(3)B球在摆动到平衡位置时速度的大小v。
答案
(1)E=
(2)
mgl(3)
解析
:(1)力矩平衡时:(mg-qE)lsin90°=(mg+qE)lsin(120°-90°),
即mg-qE=
(mg+qE),得:E=
;
(2)重力做功:Wg=mgl(cos30°-cos60°)-mglcos60°=(
-1)mgl,
静电力做功:We=qEl(cos30°-cos60°)+qElcos60°=
mgl,
(3)小球动能改变量DEk=
mv2=Wg+We=(
-1)mgl,
得小球的速度:v=
=
。
举一反三
如图所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则曲线
D.抛物线
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如图所示,质量M=2
kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m=
kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10
N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m的相对位置保持不变,g=10 m/s2,求运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ及木块M与水平杆间的动摩擦因数.
题型:不详
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关于共点力的合力与分力的关系正确是:( )
A.合力大小一定大于两个分力大小之差,小于两个分力大小之和.
B.合力大小一定大于一个分力的大小,小于另一个分力的大小.
C.合力大小可能比两个分力的大小都大,可能都小,也可能比一个分力大,比另一个分力小.
D.合力大小一定大于两个分力大小之和
题型:不详
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如图所示,作用于
点的三个力平衡,设其中一个力大小为
,沿
轴负方向,另一个大小未知的力
与
轴正方向夹角为
,那么关于第三个力
,下列判断正确的是( )
A.力
只可能在第二象限
B.力
只可能在第三象限
C.力
的最小值为
D.力
的最小值为
题型:不详
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如图所示,一个质量为m=2kg的均匀球体,放在倾角
的光滑斜面上,并被斜面上一个竖直的光滑挡板挡住,处于平衡状态。求:球体受到挡板和斜面的弹力。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10 m/s
2
.)
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