题目内容

【题目】如图所示,水平向左的匀强电场中,用长为l的绝缘轻质细绳悬挂一小球,小球质量为m,带电量为+q,将小球拉至竖直位置最低位置A点处无初速释放,小球将向左摆动,细线向左偏离竖直方向的最大角度θ=74°

(1)求电场强度的大小E

(2)将小球向左摆动的过程中,对细线拉力的最大值;

(3)若从A点处释放小球时,给小球一个水平向左的初速度,则为保证小球在运动过程中细线不会松弛, 的大小应满足什么条件?

【答案】1;(2;(3

【解析】(1)由于带电小球所受电场力方向向左,电场线方向也向左,细线向左偏离竖直方向的最大角度θ=74°,根据动能定理:

解得:E=

(2)小球运动的过程中速度最大的位置,由动能定理得:

小球在370时,由重力电场力与细线的拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:

FTmgsin37°qEcos37°=mv2/L

解得:FT=7mg/4

(3)为保证细线不会松弛,小球在与竖直方向的夹角37°的右上方应满足:

根据动能定理:

联立解得

练习册系列答案
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【题目】如图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图,盘和重物的总质量为m,小车和砝码的总质量为M。实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

(1) 实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端定滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来还需要进行的一项操作是________(填写所选选项的序号)

A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在盘和重物的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B.将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去盘和重物,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C.将长木板的右端垫起适当的高度,撒去纸带以及盘和重物,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动

(2) 实验中得到的一条紙带如图乙所示,ABCDEFG7个相邻的计数点,量出相邻的计数点之间的距离分别为。已知相邻的计数点之间的时间间隔为T,则小车的加速度a=_________ (用题中所给字母表示)

(3) 实验中要进行质量mM的选取,以下最合理的一组_______

A.M=20gm=10g15g20g25g30g40g

B.M=200gm=20g40g60g80g100g120g

C.M=400gm=10g15g20g25g30g40g

D.M=400m=20g40g60g80g100g120g

(4) 该实验小组以测得的加速度a为纵轴,盘和重物的总重力F为横轴,作出的图象如图丙中图线1所示,发现图象不过原点,怀疑在测量力时不准确,他们将实验进行了改装,将一个力传感器安装在小车上,直接测量细线拉小车的力F′,作a-F′图如图丙中图线2所示,则图象不过原点的原因是________,对于图象上相同的力用传感器测得的加速度偏大,其原因是__________

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