如图所示,一“”形绝缘导轨竖直放置,处在水平向右的匀强电场中。左边的半圆弧与水平杆AB、CD相切于A、C两点,两水平杆的高度差为2L,杆AB、CD长度均为4L,
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如图所示,一“”形绝缘导轨竖直放置,处在水平向右的匀强电场中。左边的半圆弧与水平杆AB、CD相切于A、C两点,两水平杆的高度差为2L,杆AB、CD长度均为4L,
题型:不详
难度:
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如图所示,一“
”形绝缘导轨竖直放置,处在水平向右的匀强电场中。左边的半圆弧与水平杆AB、CD相切于A、C两点,两水平杆的高度差为2L,杆AB、CD长度均为4L,O为AD、BC连线的交点,虚线MN、PQ的位置如图,其中AM ="MP" =" CN" =" NQ=" L,PB=QD=2L。虚线MN左边的导轨光滑,虚线MN右边的导轨与小球之间的动摩擦因数为μ。现把一质量为m,电荷量为-q的小球穿在杆上,自N点由静止释放后,小球刚好可到达A点。已知静电力常量为k,重力加速度为g。求
:
(1) 匀强电场的电场强度E的大小;
(2)小球到达半圆弧中点时,该小球对半圆弧轨道的压力大小;
(3)若在O处固定一点电荷+Q,并将该带电小球自D点以某速度向左瞬间推出,结果小球可沿杆运动到B点。求从D到B点过程中小球所受摩擦力的最大值。
答案
(1) E=
(2) N=8mg (3) f
m
=μ(mg +
)
解析
试题分析:(1) 小球由N到A过程, 对小球列动能定理:
EqL—2mgL=0 (2分)
E=
(2分)
(2) 小球在圆弧的中点时,由牛顿第二定律得:
N—Eq=m
(2分)
小球由N到圆弧的中点过程中,对小球列动能定理:
Eq(2L)—mgL=
mv
2
(2分)
由 E=
,得
N=8mg (2分)
由牛顿第三定律可知:N=N"=8mg (1分)
(3) 经分析可知,小球在P点的压力最大,则:
N=mg+
(1分)
f
m
=μ N (1分)
f
m
=μ(mg +
) (1分)
点评:能够分析物体的受力情况和运动情况,选择合适的运动过程运用动能定理求解.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功等物理量,特别是可以去求变力功.
举一反三
物体受到几个恒力的作用而作匀速直线运动。如果撤掉其中的一个力而其他几个力保持不变,则( )
A.物体的运动方向一定不变
B.物体的动能一定不变
C.物体的速度的变化率一定不变
D.物体的动量的变化率一定不变
题型:不详
难度:
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如图,传送带AB总长为
l
=10m,与一个半径为
R
=0.4m的光滑1/4圆轨道BC相切于B点。传送带速度恒为
v
=6m/s,方向向右。现有一个滑块以一定初速度
v
0
从A点水平冲上传送带,滑块质量为
m
=10kg,滑块与传送带间的动摩擦因数为
μ=
0.1。已知滑块运动到B端时,刚好与传送带共速。
求
(1)
v
0
;
(2)滑块能上升的最大高度
h
;
(3)求滑块第二次在传送带上滑行时,滑块和传送带系统产生的内能。
题型:不详
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滑雪运动中,滑雪板与雪地之间的相互作用与滑动速度有关,当滑雪者的速度超过4m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ
1
=0.25变为μ
2
=0.125。一滑雪者从倾角θ=37
0
的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示,不计空气阻力,坡长L=26m,取g=10m/s
2
,sin37
0
=0.6
求:
(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;
(2)滑雪者到达B处的速度大小;
(3)滑雪者从静止开始到速度大小为10m/s所经历的时间。
题型:不详
难度:
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质量为1kg的物体静止于光滑水平面上.t=0时刻起,物体受到向右的水平拉力F作用,第ls内F=2N,第2s内F=1N.下列判断正确的是
A.2s末物体的速度是3m/s
B.2s内物体的位移为3m
C.第1s末拉力的瞬时功率最大
D.第2s末拉力的瞬时功率最大
题型:不详
难度:
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(10分)质量M=9kg、长L=1m的木板在动摩擦因数
=0.1的水平地面上向右滑行,当速度
时,在木板的右端轻放一质量m=1kg的小物块如图所示.当小物块刚好滑到木板左端时,物块和木板达到共同速度.取g=10m/s
2
求:
(1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t;
(2)小物块与木板间的动摩擦因数
.
题型:不详
难度:
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