题目内容
16.![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201504/157/9a4e5653.png)
(1)如果L=0.2m,求出整体C运动到最高点时的瞬时速度大小,及此时绳拉力是物体重力的多少倍?
(2)当L满足什么条件时,整体C可以在竖直面内做一个完整的圆周运动.
分析 (1)对物体A,根据动能定理求出A与B碰撞前的速度,碰撞过程,由动量守恒求出碰后的共同速度.对于共同体,从最低点到最高点的过程,根据动能定理求出到达最高点的速度大小,由牛顿第二定律求出绳子的拉力大小.
(2)对于整体C,所受的电场力qE2=3mg,方向竖直向上,与总重力2mg的合力方向竖直向上,在最低点有最小速度.根据C顺时针和逆时针转动,根据动量守恒和能量守恒求出L
解答 解:(1)设A与B碰撞之前A的速度为v0,对A由动能定理可得:
$\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}=qEL$
解得 ${v}_{0}=\sqrt{\frac{2qEL}{m}}=2m/s$
A与B相互作用时在水平方向上动量守恒,设作用后整体C的速度为V,设向左为正:
mVB-mv0=2mV
V=3m/s
顺时针转动
设当C运动到最高点时的速度为V1则由动能定理可得:
$\frac{1}{2}•2{mv}_{1}^{2}=\frac{1}{2}•2m{v}^{2}+2({E}_{2}q-2mg)R$
解得 V1=5m/s
在最高点对整体C受力分析可得:
$T+2mg-{E}_{2}q=\frac{2{mv}_{1}^{2}}{R}$
解得 T=7.25mg
(2)合成整体C后,由于qE2=3mg>2mg合力向上对整体C做正功,所以在轨迹的最低点处C有最小速度为V2则此时:
${E}_{2}q-2mg=\frac{2{mv}_{2}^{2}}{R}$
解得 V2=2m/s
设A与B成为碰撞成为整体后顺时针转动有:
mvB-mv0=2mv2
V0=VB-2V2;
$\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}=EqL$ ${v}_{0}=\sqrt{\frac{2EqL}{m}}$
联上式可得 L=0.8m
故L满足的条件为L≤0.8m
设A与B成为碰撞成为整体后逆时针转动有:
mv0-mvB=2mv2 V0=VB+2V2;
$\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}=EqL$ ${v}_{0}=\sqrt{\frac{2EqL}{m}}$
联上式可得 L=7.2m
故L满足的条件为L≥7.2m
答:(1)如果L=0.2m,求出整体C运动到最高点时的瞬时速度大小,及此时绳拉力是物体重力的7.25倍
(2)当L满足L≤0.8m 或L≥7.2m时,整体C可以在竖直面内做一个完整的圆周运动.
点评 本题是动能定理、向心力、动量守恒守恒定律的综合应用,难点是分析整体C做完整圆周运动的条件
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
A. | 火星的密度和火星表面的重力加速度 | |
B. | 火星的质量和“萤火一号”的质量 | |
C. | 火星的半径和“萤火一号”的质量 | |
D. | 火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力 |
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201504/157/cc71727f.png)
A. | 6种光子中有两种属巴耳末系 | |
B. | 6种光子中频率最高的是从n=4激发态直接跃迁到基态时产生的 | |
C. | 若氢原子从n=2能级跃迁到基态能使锌板发生光电效应,则氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级也一定能使锌板发生光电效应 | |
D. | 使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量 |
A.电流表G1(内阻Rg=15Ω,满偏电流Ig=2mA)
B.电流表G2(量程20mA,内阻约2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~1000Ω)
D.电阻箱R2(0~9999.9Ω)
E.待测水果电池(电动势E约4V,内阻r约200Ω)
F.开关S,导线若干
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201504/158/7ad55770.png)
(1)实验中用电流表G1改装成量程0~4V的电压表,需串联一个阻值为1985Ω的电阻;
(2)用电流表G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻,为尽量减小实验的误差,请在图1虚线方框中画出实验电路图;
(3)该同学实验中记录的6组对应的数据如表,试根据表中数据在图2中描点画出U-I图线;由图线可得,水果电池的电动势E=3.70V,内电阻r=190Ω;
I/mA | 4.0 | 5.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 |
U/V | 3.04 | 2.85 | 2.30 | 1.90 | 1.50 | 1.14 |