题目内容

【题目】如图所示,在电场强度E=103 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带电荷量为q=+10-4C的小滑块的质量m=40g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10 m/s2,问:

(1)若使小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处由静止释放?

(2)若小滑块恰好能运动到圆轨道的最高点C,试求小滑块落地点离N点的距离多大?落地时的速度是多大?

【答案】(1) 20 m (2) 0.6m,m/s

【解析】

(1)设滑块与N点的距离为L,由动能定理可得

小滑块在C点时,重力提供向心力,有

联立上式得L=20 m。

(2)小滑块经过C点后,在竖直方向上做的是自由落体运动,由

,

得滑块运动的时间

s

滑块在水平方向上只受到电场力的作用,做匀减速运动,由(1)可得v=2m/s,由牛顿第二定律可得

水平方向的位移

代入解得x=0.6 m

滑块落地时竖直方向上的速度大小

4m/s

水平方向的速度大小

1 m/s

落地时速度大小

v地=

解得v地=m/s

练习册系列答案
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【题目】如图所示,用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,操作步骤如下:

①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体,将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来;

②缓慢移动活塞至某一位置,待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1;

③重复上述步骤②,多次测量并记录;

④根据记录的数据,作出相应图象,分析得出结论。

(1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的__________和__________。

(2)根据记录的实验数据,做出了如图所示的p-V图。对图线进行分析,如果在误差允许范围内,p1、p2、V1、V2之间满足关系式__________,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示__________。

(3)在不同温度环境下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2,且T1>T2。在如图所示的四幅图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是______(选填选项前的字母)。

(4)在相同温度环境下,不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验,并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线,如图所示。对于两组的图线并不相同的结果,他们请教了老师,老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是m1、m2、m3和m4,则由图可知它们的大小关系是m1_____m2,m3_____m4(选填“大于”或“小于”)。

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