当前位置:高中试题 > 物理试题 > 平抛运动的运动规律 > 如图,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,与B球间的动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场,在O点用长为R=...
题目
题型:浙江模拟难度:来源:
如图,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,与B球间的动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场,在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量mA=0.04kg,带电量为q=+2×10-4C的小球A,在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,小球A运动到最低点时与地面刚好不接触.处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触但不粘连,B球的质量mB=0.02kg,此时B球刚好位于M点.现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点(弹簧仍在弹性限度内),MP之间的距离为L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,当撤去推力后,B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C均可视为质点),速度大小变为5m/s,方向向左;碰撞前后电荷量保持不变,碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6×103N/C,电场方向不变,求:
(1)在A、B两球碰撞前匀强电场的大小和方向;
(2)弹簧具有的最大弹性势能;
(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小.(取g=10m/s2魔方格
答案
(1)要使小球在竖直平面内做匀速圆周运动,必须满足:
F=Eq=mAg
所以:E=
mAg
q
=2×103N/C
方向竖直向上
(2)由功能关系得,弹簧具有的最大弹性势能为:Ep=W-μmBgl=0.26J
(3)设小球B运动到M点时速度为vB,由功能关系得:
EP-μmBgL=
1
2
mB
v2B

解得:vB=5m/s
两球碰后结合为C,设C的速度为v1,由动量守恒定律得:
mAv-mBvB=mCv1
解得:v1=5m/s
电场变化后,因E"q-mCg=0.6N
mc
v21
R
=0.3N
mc
v21
R
<(E′q-mcg)

魔方格
所以C不做圆周运动,而做类似平抛运动,设经过时间t绳子在Q出绷紧,由运动学规律得到:
x=v1t         y=
1
2
at2

a=
Eq-mcg
mc
       x2+(R-y)2=R2
可得:t=1s           
vy=at=10m/s           
x=y=r=5m
即:绳子绷紧时恰好位于水平位置,水平方向速度变为零,以竖直分速度vy开始做圆周运动;
设到最高点时速度为v2,由动能定理得:
1
2
mc
v22
-
1
2
mc
v21
=EqR-mcgR

解得v2=10


2
m/s
最高点,由牛顿运动定律得:T+mcg=qE=mc
v22
R

解得:T=3N
答:(1)在A、B两球碰撞前匀强电场的大小为2×103N/C,方向竖直向上;
(2)弹簧具有的最大弹性势能为0.26J;
(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小为3N.
核心考点
试题【如图,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,与B球间的动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场,在O点用长为R=】;主要考察你对平抛运动的运动规律等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,放置在竖直平面内的
1
4
圆轨道AB,O点为圆心,OA水平,OB竖直,半径为2


2
m.在O点沿OA抛出一小球,小球击中圆弧AB上的中点C,vt的反向延长线与OB的延长线相交于D点.已知重力加速度g=10m/s2.小球运动时间为______,OD长度h为______.魔方格
题型:闸北区一模难度:| 查看答案
在同一水平直线上的两位置分别沿同水平方向抛出两小球A和B,A、B两球都经过了空中的P点,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,则正确的是(  )
A.在P点,A球的速度大于B球的速度
B.在P点,A球的加速度大于B球的加速度
C.抛出时,A球速度小于B球速度
D.抛出时,先抛出A球后抛出B球
魔方格
题型:奉贤区二模难度:| 查看答案
如图所示,质量m=0.10kg的小物块,在粗糙水平桌面上做匀减速直线运动,经距离l=1.4m后,以速度v=3.0m/s飞离桌面,最终落在水平地面上.已知小物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m,g取10m/s2.则小物块落地点距飞出点的水平距离s=______m,物块的初速度v0=______m/s.魔方格
题型:静安区二模难度:| 查看答案
如图所示,某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块,分别落到A、B两处.不计空气阻力,则落到B处的石块(  )
A.初速度大,运动时间长B.初速度大,运动时间短
C.初速度小,运动时间长D.初速度小,运动时间短
魔方格
题型:盐城二模难度:| 查看答案
如图(a)所示,AB段是长S=10m的粗糙水平轨道,BC段是半径R=2.5m的光滑半圆弧轨道.有一个质量m=0.1kg的小滑块,静止在A点,受一水平恒力F作用,从A点开始向B点运动,刚好到达B点时撤去力F.小滑块经过半圆弧轨道B点时,用DIS力传感器测得轨道对小滑块支持力的大小为FN,若改变水平恒力F的大小,FN会随之变化,实验得到FN-F图象如图(b),g取10m/s2
(1)若小滑块经半圆弧轨道从C点水平抛出,恰好落在A点,则小滑块在C点的速度大小;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数为多大?
(3)要使小滑块始终不脱离轨道,求水平恒力F的范围;

魔方格
题型:闵行区一模难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.