,直到悬线和竖直方向的夹角增加到π3,且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。
解:设电容器电容为C,板间距离为d,小球带电量为q由
UQCqQEUdmgta
QCdFqEqQCd
且经受力分析得:
F1qE1F2qE
6
①
3
CdqQCd
2
mgta
②
①②得:Q3Q
QQQ2Q
f答:电容器正极板增加的电荷量为2Q
25(19分)(注意:在试卷上作答无效)........一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,求矿井的深度d。解:mg
GMmR
2
①
Lgggk
mg
GMmRd
2
②
43
2TT2
③
MM
R
3
Lg
43
3
R
33
Rd
Rd
④综合上式可得:d
R1k
2
26(20分)(注意:在试题卷上作答无效).........一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧,以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示,以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy。已知,山沟竖直一侧的高度为2h,坡面的抛物线方程为y,探险
队员的质量为m。人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。
f(1)求此人落到破面试的动能;(2)此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能的最小值为多少?解:(1)抛物线轨迹方程:y
y12hx
2
2hh2h
gx2v0
22
抛物线侧面方程为
由数学知识易得两者交点坐标x1,y1为:(平抛运动竖直位移h2hy1落到抛物线侧面上时的动能Ek(2)Ek由于
32mgh
2mghghv0
222
2hv0
2
ghv0
2
,2ghv0
2hv0
2
2gh
22
ghv01212
mv0mgh
2
2mghghv0
22
2
22
12
mv0
2
12
mv0mgh
2
2mghghv0
2
2
22
mv0
2
2mghghv0
2
12
mghv0
2
12
mgh
2mghghv0
2
22
12
mghv02mgh
,故Ek
32
mgh
故动能最小值为
当
12
mghv0
2
即v0
gh
时动能有最小值
fr