题目内容
【题目】如图所示,在竖直面内有一矩形区ABCD,水平边AB=L,竖直边BC=L,O为矩形对角线的交点。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球经过BC边时的速度方向与BC夹角为600。使此小球带电,电荷量为q(q>0),同时加一平行与矩形ABCD的匀强电场,。现从O点以同样的初动能沿各个方向抛出此带电小球,小球从矩形边界的不同位置射出,其中经过C点的小球的动能为初动能的,经过E点(DC中点)的小球的动能为初动能的,重力加速度为g,求:
(1)小球的初动能;
(2)取电场中O点的电势为零,求C、E两点的电势;
(3)带电小球经过矩形边界的哪个位置动能最大?最大动能是多少?
【答案】(1);(2), ;(3)
【解析】(1)没加电场时。由平抛运动知识:水平方向,
竖直方向:,
联立解得:小球的初动能;
(2)加电场后,根据能量守恒定律:由O到C:,
由O到E:,则;
(3)如图:取OC中点F,则EF为等势线,电场线与等势线EF垂直
由,得,
用正交分解法求出电场力和重力的合力:=,
合力,方向沿OD
合力对小球做功越多,小球动能越大,则从D点射出的带电小球动能最大,根据动能定理:,解得最大初动能;
【题目】某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度.
实验步骤如下:
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A端向右拉动木板,等弹簧秤读数稳定后,将读数记作F;
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;实验数据如表所示:
G/N | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 |
F/N | 0.62 | 0.83 | 0.99 | 1.22 | 1.37 | 1.61 |
④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;
⑤滑块由静止释放后开始运动,最终停在木板上D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间距离x.
完成下列作图和填空:
(1)根据表中数据在给定的坐标纸(如图丙)上作出F-G图线________.
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=________(保留2位有效数字)
(3)滑块最大速度的大小v=____________(用h、x、μ和重力加速度g表示.)