题目内容
【题目】如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接.一带正电q=5.0×10-3C、质量为m=3.0kg的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点.已知A、B两点间的距离为L=1.0m,物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10 m/s2.
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(1)若物块在A点以初速度v0向左运动,恰好能到达圆周的最高点D,则物块的初速度v0应为多大?
(2)若整个装置处于方向水平向左、场强大小为E=2.0×103N/C的匀强电场中(图中未画出),现将物块从A点由静止释放,试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置(结果可用三角函数表示);
(3)在(2)问的情景中,试求物块在水平面上运动的总路程.
【答案】(1)
(2)arcsin
(3)1.67m
【解析】试题分析:物块恰好能到达圆周的最高点D,故有:mg=m![]()
对A到D过程,根据动能定理,有:-mg(2R)-μmgL=
mvD2-
mvO2
联立解得:v0=
m/s
(2)对物块,假设物块能滑到C点,从A至C过程,由动能定理得:
qE(L+R)-mgR-μmgL=
mvC2-0
可得vC=0,故物块始终没有脱离轨道
对物块受力分析,可知![]()
故物块在以后运动过程中速度最大时位于B点左侧圆弧上,其与圆心的连线与OB的夹角为θ,且θ=arctan1/3
(3)对物块,由释放至B点速度为0的过程中,由动能定理得:qEL—μmgs=0
解得总路程为:![]()
【题目】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示,是一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,交流电的频率为50Hz 。纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点与“A”计数点对齐,下列表格中已填入B、C、E三点在刻度尺上的数值,请你将D的数值填入表格中_____。
(1)
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计数点 | B | C | D | E |
测量值/cm | 1.30 | 2.77 | 6.20 |
(2)在打点计时器打C 点时,小车的速度vc= ______ m/s.(结果保留两位小数)
(3)根据纸带可求出小车的加速度大小a=_________m/s2.(结果保留两位小数)