如图所示,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<
题型:不详难度:来源:
如图所示,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m1和m2(m1<m2),A带负电,电量为q1,B带正电,电量为q2。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,求:
小题1:在此过程中电场力所做的功为多少? 小题2:在竖直位置处两球的总动能为多少? 若将轻杆弯折成如图所示的“Γ”形,两边互相垂直、长度均为l/2 ,两端各固定一个金属小球A、B,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,可绕过O点的水平轴在竖直平面内无摩擦转动。已知A球质量m1=m,电量为+q,B球质量m2=7m/2,B球也带负电,电量为-q。现将“Γ”形杆从OB位于水平位置由静止释放,求: 小题3:OB杆能转过的最大角度为127°,则该电场强度的大小为多少? 小题4:当两球的速度达到最大时,OB杆转过的角度为多大? |
答案
小题1:WE=q2EL/2+q1EL/2=(q1+q2)EL/2 小题2:WG=m2gL/2-m1gL/2=(m2-m1)gL/2,Ek=WE+WG=(q1E+q2E+m2g-m1g)L/2 小题3:0.35mg´0.8´L/2-mg´1.6´L/2-qE´0.8´L/2-qE´1.6´L/2=0,E=mg/2q 小题4:速度达到最大时力矩平衡,设转过的角度为q,(qE+mg)sinq=(0.35mg-qE)cosq,tanq=2 |
解析
略 |
举一反三
小明跟着爸爸荡秋千的情景如图13所示。设摆绳长为3m,悬点在横梁上,小明连同底板质量共为50kg。开始时小明在爸爸的外力作用下使摆绳与竖直方向成37°角处于静止状态.某时刻爸爸放手让秋千由静止开始摆动,假设摆动过程中,小明和底板可看成质点。当他运动到最低点时摆线拉力共为650N。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
小题1:秋千静止时,小明爸爸施加的最小外力; 小题2:取最低点为零势能参考平面,放手前小明及底板的重力势能; 小题3:通过计算说明秋千第一次摆到另一侧与竖直方向的最大偏角是否能达到37°? |
滑板运动是青少年喜爱的一项活动。如图所示,滑板运动员以某一初速度从A点水平离开h="O." 8 m髙的平台,运动员(连同滑板)恰好能无碰撞的从B点沿圆弧切线进人竖直光滑圆弧轨道,然后经C点沿固定斜面向上运动至最高点D。圆弧轨道的半径为1 m ,B、C为圆弧的两端点,其连线水平,圆弧对应圆心角,斜面与圆弧相切于C点。已知滑板与斜面间的动摩擦因数为,不计空气阻力,运动员(连同滑板)质量为50 kg,可视为质点。试求:
小题1:运动员(连同滑板)离开平台时的初速度v0; 小题2:运动员(连同滑板)通过圆弧轨道最底点对轨道的压力; 小题3:运动员(连同滑板)在斜面上滑行的最大距离。 |
质量m=0.78 kg的木块静止于水平面上,现在恒力F作用下做匀加速直线运动,已知恒力大小F=4.5N,方向与水平方向成q=37°角斜向上,如图所示.3 s末撤去此拉力时,木块已滑行的距离s0=9m,(重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.)求:
小题1: 木块与地面间的动摩擦因数; 小题2:撤去拉力后,木块继续滑行的距离; 小题3:在整个运动过程中,摩擦力对木块做的功. |
如图所示,倾角θ=300、长L=2.7m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧平滑连接,圆弧底端切线水平。一个质量为m=1kg的质点从斜面最高点A沿斜面下滑,经过斜面底端B恰好到达圆弧最高点C,又从圆弧滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点。已知质点与斜面间的动摩擦因数为μ=/6,g=10m/s2,假设质点经过斜面与圆弧平滑连接处速率不变。求:
小题1:质点第1次经过B点时对圆弧轨道的压力; 小题2:质点从A到D的过程中质点下降的高度; 小题3:质点从开始到第6次经过B点的过程中因与斜面摩擦而产生的热量. |
两个质量不同的物体,如果它们的A.动能相等,则质量大的动量大 | B.动能相等,则动量大小也相等 | C.动量大小相等,则质量大的动能小 | D.动量大小相等,则动能也相等 |
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