题目内容
【题目】如图1所示,带有相同正电荷的小球A和B,通过绝缘杆置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B固定在滑块上,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过光电门测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图3曲线①(A、B小球可视为点电荷,以小球A 处为坐标原点)。若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度,如图2所示,则B 的总势能(包含重力势能与电势能)曲线如图3中②所示。现将B在倾斜导轨上x=0.20m 处由静止释放
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(1)求B在运动过程中动能最大时所在的位置以及动能的最大值;
(2)求运动过程中B的最大位移;
(3)图3中直线③为曲线②的渐近线,求小球A、B所带电荷量的乘积。
【答案】(1)动能最大时所在的位置在x0=0.045m(在0.04~0.05m间均视为正确),动能的最大值为0.52J(Ekm在0.50~0.54J间均视为正确);(2)0.19 cm(Δx在0.19~0.18m间均视为正确);(3)![]()
【解析】
(1)势能最小处动能最大,由图线②得,动能最大时所在的位置在x0=0.045m(在0.04~0.05m间均视为正确);释放处动能为零,由曲线②得此处势能Ep=0.91 J,此即B的总能量。由于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图象得最小势能为0.39J,则最大动能为
Ekm=0.91J-0.39J=0.52 J(Ekm在0.50~0.54J间均视为正确)
(2)x=0.20m处的总能量为0.91 J,最大位移由E=0.91 J的水平直线与曲线②的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=0.011m,因此,最大位移
Δx=0.20m-0.011 cm=0.19 cm(Δx在0.19~0.18m间均视为正确)
(3)渐近线③表示B的重力势能随位置变化关系,即
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x=x0时,有
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小球A、B所带电荷量的乘积
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【题目】(9分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于 O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为_______N。
(2)下列不必要的实验要求是_________。(请填写选项前对应的字母)
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A.应测量重物M所受的重力 |
B.弹簧测力计应在使用前校零 |
C.拉线方向应与木板平面平行 |
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置 |
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针示数稍稍超出量程,请你提出一个解决办法。