题目内容

某同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,实验情况如图所示,在平整的木板上钉上一张白纸,用图钉将橡皮条的一端固定在A点,OB和OC为细绳,O点为橡皮条与细绳的结点。用两个弹簧测力计分别拉细绳OB和OC,使橡皮条伸长一定的长度,并记下橡皮条与细绳的结点被拉至的位置;再用一个弹簧测力计拉橡皮条,使橡皮条与细绳的结点被拉至同一位置。下列因素对实验结果的精确性没有影响的是( )

A. OB绳和OC绳之间夹角的大小

B. OB绳和OC绳与木板平面是否平行

C. 两个弹簧测力计拉力的大小

D. 弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况

练习册系列答案
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用静电的方法来清除空气中的灰尘,需要首先设法使空气中的灰尘带上一定的电荷,然后利用静电场对电荷的作用力,使灰尘运动到指定的区域进行收集。为简化计算,可认为每个灰尘颗粒的质量及其所带电荷量均相同,设每个灰尘所带电荷量为q,其所受空气阻力与其速度大小成正比,表达式为F阻=kv(式中k为大于0的已知常量)。由于灰尘颗粒的质量较小,为简化计算,灰尘颗粒在空气中受电场力作用后达到电场力与空气阻力相等的过程所用的时间及通过的位移均可忽略不计,同时也不计灰尘颗粒之间的作用力及灰尘所受重力的影响。

(1)有一种静电除尘的设计方案是这样的,需要除尘的空间是一个高为H的绝缘圆桶形容器的内部区域,将一对与圆桶半径相等的圆形薄金属板平行置于圆桶的上、下两端,恰好能将圆桶封闭,如图10甲所示。在圆桶上、下两金属板间加上恒定的电压U(圆桶内空间的电场可视为匀强电场),便可以在一段时间内将圆桶区域内的带电灰尘颗粒完全吸附在金属板上,从而达到除尘的作用。求灰尘颗粒运动可达到的最大速率 __________;

(2)对于一个待除尘的半径为R的绝缘圆桶形容器内部区域,还可以设计另一种静电除尘的方案:沿圆桶的轴线有一根细直导线作为电极,紧贴圆桶内壁加一个薄金属桶作为另一电极。在直导线电极外面套有一个由绝缘材料制成的半径为R0的圆桶形保护管,其轴线与直导线重合,如图10乙所示。若在两电极间加上恒定的电压,使得桶壁处电场强度的大小恰好等于第(1)问的方案中圆桶内电场强度的大小,且已知此方案中沿圆桶半径方向电场强度大小E的分布情况为E∝1/r,式中r为所研究的点与直导线的距离。

①试通过计算分析,带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到圆桶内壁的过程中,其瞬时速度大小v随其与直导线的距离r之间的关系________;

②对于直线运动,教科书中讲解了由v - t图象下的面积求位移的方法。请你借鉴此方法,利用v随r变化的关系,画出1/v随r变化的图象,根据图象的面积求出带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到圆桶内壁的时间____________。

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