题目内容
【题目】如图所示,一带电荷量为+q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置置于一水平向右的匀强电场中时,小物块恰好静止。已知重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)求水平向右匀强电场的电场强度大小;
(2)若将电场强度减小为原来的1/2,求电场强度变化后物块沿斜面下滑距离L时的动能。
【答案】(1) (2)
【解析】
对小物块进行受力分析,小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用,电场力水平向右,根据小物块受力平衡列方程可求电场力的大小,在匀强电场中电场力F=qE,在已知F和q的情况下,可以计算出E,电场强度减小为原来的,则小物块受到的电场力减小为原来的,物块受到的重力不变,支持力方向不变,小物块在垂直于斜面方向所受合力为0,根据动能定理求解动能。
解:(1)小物块静止在斜面上,受重力、电场力和斜面支持力,受力图如图所示
则有
联立可得
(2)若电场强度减小为原来的,即
电场强度变化后物块下滑距离L时,重力做正功,电场力做负功,由动能定理得
可得
【题目】如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置,圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力F,速度传感器测量圆柱体的线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力F与线速度v的关系:
(1)该同学采用的实验方法为________.
A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法
(2)改变线速度v,多次测量,该同学测出了五组F、v数据,
如下表所示:
v/(m·s-1) | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
F/N | 0.88 | 2.00 | 3.50 | 5.50 | 7.90 |
该同学对数据分析后,在图乙坐标纸上描出了五个点.
①在答题卡的坐标纸内作出F-v2图线___;
②若圆柱体运动半径r=0.2 m,由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m=________ kg.(结果保留两位有效数字)
【题目】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d= mm.
(2)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将滑块从A位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的 ;
(3)下列不必要的一项实验要求是( )。
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 |
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些 |
C.应将气垫导轨调节水平 |
D.应使细线与气垫导轨平行 |
(4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用(2)问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F= 。