题目内容
【题目】如图,空间存在水平方向的匀强电场E=2.0×104N/C,在A处有一个质量为0.3kg的质点,所带的电荷量为q=+2.0×10-4C,用一长为L=600cm的不可伸长的绝缘细线与固定点O连接。AO与电场线平行处于水平状态,取g=10m/s2.现让该质点在A处由静止释放,求:
(1)释放瞬间质点的加速度;
(2)从释放到第一次到达O点正下方过程中质点机械能的变化量;
(3)质点第一次到达O点正下方时的速度大小v。
【答案】(1),方向与水平方向成角斜向下(2)增加24J(3)
【解析】
(1)在释放的瞬间对质点受力分析,质点受水平向左的电场力 ,竖直向下的重力作用。故合力为:
代入数据解得F=5N,方向与水平方向成斜向左下方.
根据牛顿第二定律可知:
代入数据解得:,方向沿水平方向成斜向左下方
(2)质点从释放到运动到O点正下方的过程中一直做直线运动,其中电场力做正功,电势能减少。根据能量守恒,减少的电势能转化成增加的机械能。故此过程机械能增加量:
(3)由释放到第一次到达O点的过程对质点应用动能定理可得:
代入数据联立解得
答:(1)释放瞬间的加速度为,方向与水平方向成370角斜向下
(2)机械能增加24J
(3)到O点正下方的速度为
【题目】某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h=1.25m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球水平飞行距离S;并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后,记录表如下表所示:
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移 S=___x,与_______无关;
(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能EP与弹簧形变量x的关系式为EP= ______(用m、h、x和重力加速度g表示);
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
x/m | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 |
S/m | 0.51 | 0.99 | 1.50 | 1.98 | 2.50 |
t/ms | 505.3 | 505.1 | 504.8 | 504.9 | 505.2 |
(3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间:,由表中数据可知,发现测量值t均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是__________。