题目内容
【题目】如图所示的匀强电场,等势面是一簇互相平行的竖直平面,间隔均为d,各等势面电势已在图中标出(U>0),现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场,要使小球做直线运动,求:(重力加速度为g)
(1)小球应带何种电荷及其电荷量;
(2)小球受到的合外力大小;
(3)在入射方向上小球运动的最大位移的大小xm.(电场足够大)
【答案】(1)正电 (2)(3)
【解析】
(1)作出电场线如图(a)所示,只有小球受到向左的电场力,电场力和重力的合力与初速度才可能在同一条直线上,如图(b)所示:
所以小球带正电,小球沿方向做匀减速直线运动,由图(b)知 :
已知相邻等势面间的电势差为U,所以 :
可得:
。
(2)由图(b)知:
;
(3)由动能定理得:
所以:
。
【题目】(10分)小明通过实验验证力的平行四边形定则。
(1)实验记录纸如题图所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N。请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力。
(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果。他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。
实验装置如题图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物。用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程,再次记录下N的轨迹。
两次实验记录的轨迹如题图所示,过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为 。
(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些? (填写选项前的字母)
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比 |
B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长 |
C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大 |
D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大 |
(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。
。