题目内容
【题目】质量为m的带电小球带电量为q,用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中,平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角,重力加速度为g。求:
(1)带电小球带何种电荷;
(2)电场强度的大小;
(3)剪去细线后小球的加速度为多少m/s2?(g=10m/s2)
【答案】(1)正电荷;(2) ;(3) 11.54m/s
【解析】
(1)小球受重力、线的拉力和电场力作用处于平衡状态,故可知小球在电场中受到水平向左的电场力作用,如图可知电场强度的方向水平向左,故小球带正电;
(2)如图对小球进行受力分析有:
如图,根据小球平衡可知
F= mgtan30°
又据
F=qE
可得电场强度
(3)细线突然剪断,小球仅受到重力G和电场力qE,两个力都是恒力,所以小球将作初速度为零的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得
【题目】为了验证机械能守恒定律,小明设计了如图甲所示的实验,将一长为的气垫导轨固定在一平台上,将一宽度为的遮光条固定在滑块上,经测量可知遮光条和滑块的总质量为,气垫导轨的顶端到平台的高度为,将一质量为的钩码通过质量不计的细线与滑块相连,并跨过图甲中的摩擦不计的定滑轮;将一光电门固定在气垫导轨上,光电门到顶端的距离为。将滑块由气垫导轨的顶端静止释放,滑块沿气垫导轨下滑,经测量遮光条的挡光时间为,重力加速度用表示。请回答下列问题:
(1)上述过程中滑块和钩码的重力势能减少了_________________,滑块和钩码的动能增加了_________________,如果在误差允许的范围内系统的机械能守恒,则关于的表达式为_________________;
(2)小明进行了多次操作,并将每次测量的实验数据记录在表中:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
0.600 | 0.800 | 1.000 | 1.200 | 1.400 | |
1.48 | 1.95 | 2.41 | 2.92 | 3.39 |
建立如图乙所示的坐标系,请根据图表中的数据作出相应的函数图线_________________,并由图像求出该直线斜率的大小为_________________ 。(保留3位有效数字)