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菁優(yōu)網(wǎng)如圖所示,AC水平軌道上AB段光滑,BC段粗糙,CDF為豎直平面內(nèi)半徑為R=0.4m的光滑半圓軌道,兩軌道相切于C點(diǎn),CF右側(cè)有電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.5×103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向水平向右。一根輕質(zhì)絕緣彈簧水平放置,一端固定在A點(diǎn),另一端與帶負(fù)電滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))接觸但不連接,彈簧原長時(shí)滑塊在B點(diǎn),現(xiàn)向左壓縮彈簧后由靜止釋放,當(dāng)滑塊P運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)瞬間對(duì)軌道壓力為2N,且滑塊從F點(diǎn)拋出后恰好落回到B點(diǎn)。已知滑塊P的質(zhì)量為m=0.2kg,電荷量為q=-1.0×10-3C,與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,不計(jì)空氣阻力并忽略滑塊P與軌道間電荷轉(zhuǎn)移,重力加速度g=10m/s2,(本題計(jì)算取
2
=1.4)。
(1)求水平軌道上BC的距離LBC
(2)求釋放滑塊前彈簧的彈性勢(shì)能Ep;
(3)若改變彈簧的壓縮量,要使滑塊P沿光滑半圓軌道CDF運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離圓弧軌道,求彈簧釋放彈性勢(shì)能大小的取值范圍。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:57引用:2難度:0.5
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,從水平地面A點(diǎn)以速度v0斜向上拋出一質(zhì)量為m的帶電小球,最終落到水平地面上的B點(diǎn)(位置待定),已知θ=53°,電場(chǎng)力
    q
    E
    =
    1
    2
    mg
    ,重力加速度取為g,求:
    (1)小球上升的最大高度;
    (2)從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離;
    (3)落地時(shí)小球的動(dòng)能。
    發(fā)布:2024/10/14 0:0:2組卷:53引用:4難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定絕緣軌道ABCDP,由半徑r=0.5m的圓弧軌道CDP和與之相切于C點(diǎn)的水平軌道ABC組成,圓弧軌道的直徑DP與豎直半徑OC間的夾角θ=37°,A、B兩點(diǎn)間的距離d=0.2m,質(zhì)量m1=0.05kg的不帶電絕緣滑塊靜止在A點(diǎn),質(zhì)量m2=0.1kg、電荷量q=1×10-5C的帶正電小球靜止在B點(diǎn),小球的右側(cè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。現(xiàn)用大小F=4.5N、方向水平向右的恒力推滑塊,滑塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間撤去該恒力,滑塊與小球發(fā)生彈性正碰,碰后小球沿軌道運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)恰好和軌道無擠壓且所受合力指向圓心,小球和滑塊均視為質(zhì)點(diǎn),碰撞過程中小球的電荷量不變,不計(jì)一切摩擦。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
    (1)求撤去該恒力瞬間滑塊的速度大小v以及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;
    (2)求小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小vp和B、C兩點(diǎn)間的距離x
    (3)若小球從P點(diǎn)飛出后落到水平軌道上的Q點(diǎn)(圖中未畫出)后不再反彈,求Q、C兩點(diǎn)間的距離L
    發(fā)布:2024/10/19 14:0:1組卷:93引用:2難度:0.6
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)O,用一根長度為L=0.4m的絕緣細(xì)線把質(zhì)量為m=0.20kg,帶有q=6.0×10-4C正電的金屬小球懸掛在O點(diǎn),小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=37°。已知A、C兩點(diǎn)分別為細(xì)線懸掛小球的水平位置和豎直位置,求:(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
    (1)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB;
    (2)將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放,小球通過B點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力F的大??;
    (3)如果要使小球能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則小球在A點(diǎn)時(shí)沿垂直于OA方向需要多大的初速度v0。
    發(fā)布:2024/10/11 14:0:2組卷:15引用:1難度:0.5
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