(12分)如图,质量分别为m和2.5m的两个小球A、B固定在弯成角的绝缘轻杆两端,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
题型:不详难度:来源:
(12分)如图,质量分别为m和2.5m的两个小球A、B固定在弯成角的绝缘轻杆两端,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,场强大小为. 开始时,杆OA水平,由静止释放。求: (1)当OA杆从水平转到竖直位置的过程中重力做的功和系统电势能的变化量; (2)当OA杆与竖直方向夹角为多少时A球具有最大速度? |
答案
(1)重力做功为-1.5mg l,电势能减少了2qEl。 (2)37° |
解析
(1)WG=mgl-2.5mg l=-1.5mg l (3分) We=qEl+ qEl= 2qEl,电势能减少了2qEl (3分) (2)力矩平衡时,球的速度最大 (mg+qE)lsinθ=(2.5mg-qE)lcosθ (3分) tanθ=3/4,θ=arctan(3/4)="37° " (3分) |
举一反三
如图6-5-6所示装置可用来验证机械能守恒定律,摆锤A拴在长L的轻绳一端,另一端固定在O点,在A上放一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离竖直方向角,由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,这时铁片将作平抛运动而飞离摆锤,用刻度尺量出铁片的水平位移为s,下落高度为H.
小题1:要验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤初始位置离最低点的高度,其高度应为 ,同时还应求出摆锤在最低点时的速度,其速度应为 . 小题2:用实验中测量的物理量写出证明摆锤在运动中机械能守恒的关系式为 . |
⑴为使小球能通过O点,而且只能通过一次,试问μ值应在什么范围? ⑵在上述条件下,小球在O点左方的停住点与O 点的最大距离是多少? (已知弹簧的弹性势能,k为弹簧的劲度系数,x为形变量) |
汽车在某一段平直路面上以恒定功率加速行驶.当它的速度为4m/s时,它的加速度为a;当它的速度为8m/s时,它的加速度减少为a/4,则汽车行驶的最大速度是多大.(阻力恒定) |
质量为M的沙车,以速度V沿光滑地面匀速滑行,从距车高h处自由下落的质量为m的球落于沙车上,则沙车变热损失的动能为多少. |
如图7-7-6所示,质量为m的小球,从离桌面高H处由静止下落,桌面离地面高为h.设桌面处的重力势能为零,空气阻力不计,那么( ) 图7-7-6A.小球落到与桌面等高处时,重力势能为零 | B.小球落到地面上时,重力势能为-mgh | C.小球落到地面上时,机械能为mgh | D.小球落到地面上时,机械能为mg(H+h) |
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