(14分)半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘,共轴固定连接在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量
题型:不详难度:来源:
(14分)半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘,共轴固定连接在一起,可以绕水平轴O无摩擦转动,大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量m=0.1kg的小球A,小圆盘上绕有细线,细线的另一端与放在光滑绝缘水平桌面上的带电小物块B水平相连,物块B的质量M=0.12kg,带电量为q=1.0×10-4C,处于水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E0=104N/C。整个系统在如图所示位置处于静止平衡状态,此时OA连线与竖直方向的夹角为θ。求:
(1)夹角θ的大小。 (2)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A位于转轴O的正下方由静止释放,当圆盘转过45º角时物块B运动的速度多大? (3)缓慢顺时针转动圆盘,使小球A重新回到转轴O的正下方,改变电场强度大小使其为E后由静止释放系统,物块B向左运动的最大距离s=,则电场强度E多大? |
答案
(1)θ=30º(2)v=0.28m/s(3)9.55×103N/C |
解析
(14分) 解:(1)对物块B: (2分) 对圆盘,由力矩平衡 (2分) 得 , θ=30º (1分) (2)对整个系统,由动能定理 (3分) 代入数据,解得 v=0.28m/s (2分) (3), 对整个系统,由动能定理 qE·=mg·2r(1-cos)(2分) 解得E==9.55×103N/C (2分) 本题主要考查的是对动能定理的应用。分析清楚物体的运动状态,应用动能定理即可解出此题。 |
举一反三
(9分)一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多大?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大? |
NBA篮球赛非常精彩,吸引了众多观众.偶尔有这样的场面:在临终场O.1 s的时候,运动员把球投出且准确命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程中篮球离开手时速度为v,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为m,空气阻力不计,则篮球进筐时的动能为 ( )A.mv²/2+mgh1-mgh2 | B.mv²/2+mgh2-mgh1 | C.mgh1+mgh2- mv²/2 | D.mgh2-mgh1- mv²/2 |
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(10分)如图所示,物体A的质量M=2kg和物体B的质量m=1kg,通过轻绳子跨过滑轮相连。斜面光滑,不计绳子和滑轮之间的摩擦。开始时A物体离地的高度为h=0.4m,B物体位于斜面的底端斜面倾角为θ=30°,刚开始时用手托住A物体,使A、B两物均处于静止状态。重力加速度g=10m/s²,撤去手后,求:
(1)A物体落地瞬间的速度大小? (2)A物体落地后B物体还能够继续沿斜面向上滑多远? |
如图3所示,地面上某区域存在着竖直向下的匀强电场,一个质量为m 的带负电的小球以水平方向的初速度v0由O点射入该区域,刚好通过竖直平面中的P点,已知连线OP与初速度方向的夹角为45°,则此带电小球通过P点时的动能为 ( )
A.mv02 | B.mv02 | C.2mv02 | D.mv02 |
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(15分)如图15所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8 m.有一质量为500 g的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑,小环离开杆后正好通过C端的正下方P点.(g取10 m/s2)求: (1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向; (2)小环在直杆上匀速运动时速度的大小; (3)小环运动到P点的动能. |
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