【題目】如圖,光滑水平面上靜置質(zhì)量為m,長為L的絕緣板a,絕緣板右端園定有豎直擋板,整個裝置置于水平向右的勻強電場中.現(xiàn)將一質(zhì)量也為m、帶電量為q(q>0)的物塊b置于絕緣板左端(b可視為質(zhì)點且初速度為零),已知勻強電場的場強大小為E=3μmg/q,物塊與絕緣板板間動摩擦數(shù)為μ(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),物塊與絕緣板右端豎直擋板碰撞后a、b速度交換,且碰撞時間極短可忽略不計,物塊帶電量始終保持不變,重力加速度為g。求:

(1)物塊第一次與擋板碰撞前瞬間物塊的速度大小;

(2)物塊從置于絕緣板到第二次與擋板碰撞過程中,電場力所做的功W。

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)根據(jù)同向運動的物體位移之差等于相對位移,牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)公式求解.

(2)碰撞過程滿足動量守恒,往返運動再次碰撞的過程依然用牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)公式求解位移;恒力做功由功的定義式處理.

(1)由題知:物塊b受恒定電場力

對兩物體由牛頓第二定律,物塊b,得

對絕緣板a,得

設(shè)歷時t1物塊第一次與擋板碰撞,有:,得:

則物塊第一次與擋板碰撞前瞬時,物塊的速度大小

解得:

(2)絕緣板a的速度大小,解得:

物塊對地的位移大小為,有

物塊與絕緣板的右端豎直擋板發(fā)生彈性碰撞后,二者速度交換

則物塊的速度為,絕緣板的速度大小為

對物塊b,有

設(shè)歷時t2,二者達(dá)到共同速度v,有:

解得:

二者相對位移大小為x,有,解得:

物塊對地的位移大小為x2,有,解得:

設(shè)歷時t3物塊第二次與擋板碰撞,有:,得:

物塊對地的位移大小為x3,有,解得:

故物塊的總位移

得:

根據(jù)功的定義

解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平面上的木板B和物塊A(可視為質(zhì)點)用一根細(xì)繩通過動滑輪連接,木板BL=2 m,滑輪兩側(cè)細(xì)線保持水平且足夠長。己知AB間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4,B與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1,物塊A、木板B的質(zhì)量分別為mA=l kgmB=2 kg,不計細(xì)線和滑輪的質(zhì)量,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,gl0m/s2。開始時AB的中間位置且A、B均靜止,現(xiàn)在滑輪的軸上施加水平向右的拉力F。

1)若拉力F=F1=6N,求BA的摩擦力。

2)拉力F至少大于多少,才能使A、B發(fā)生相對滑動?

3)若拉力F=F2=22N,求從施加拉力到AB上滑落的過程中系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為正方形,區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場,區(qū)域有方向平行的勻強電場(圖中未畫出)。一帶電粒子從點沿方向射入磁場后經(jīng)過的中點進入電場,接著從點射出電場。若不計粒子的重力,下列說法正確的是

A. 粒子在磁場中運動的半徑為正方形邊長的一半

B. 電場的方向是由指向

C. 粒子在點和點的電勢能相等

D. 粒子在磁場、電場中運動的時間之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組欲測量一節(jié)廢舊干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室有如下器材:

A.電壓表V00.5 V,內(nèi)阻RV未知)

B.電流表A00.6 A,內(nèi)阻RA0.6 Ω

C.電阻箱R0(最大阻值為9 999.9 Ω

D.滑動變阻器R020 Ω

E.開關(guān)一個,導(dǎo)線若干

(1)考慮到電壓表的量程太小,且內(nèi)阻遠(yuǎn)大于干電池內(nèi)阻,實驗小組的同學(xué)首先設(shè)計如圖1所示的電路來測量電壓表的內(nèi)阻。其原理為:先調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表指針指在中間刻度線,記下電阻箱的阻值R1,再調(diào)節(jié)電阻箱阻值,使電壓表指針指在滿偏刻度,記下電阻箱的阻值R2,則電壓表的內(nèi)阻RV=__________(R1、R2表示)。

(2)測得電壓表的內(nèi)阻為500 Ω,實驗小組的同學(xué)又設(shè)計了如圖2所示的電路測量廢舊干電池的電動勢,R0調(diào)到1 000 Ω。調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表和電流表的示數(shù)如下表所示。請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在如圖3所示的坐標(biāo)紙上作出 UI圖線__________

U/V

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

I/A

0.59

0.50

0.39

0.30

0.21

(3)由圖線求得電動勢E=__________V,內(nèi)阻r=__________Ω。

(4)實驗時,某同學(xué)進行了多次測量,花費了較長時間,但測量期間一直保持電路閉合。其實,從實驗誤差考慮,這樣的操作不妥,因為______________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于原子核,下列說法不.正.確.的是(

A. 在原子核中,質(zhì)量數(shù)越大的原子核,結(jié)合能越大,原子核中的核子結(jié)合的越牢固

B. 一個處于n=4能級的氫原子,向較低能級躍遷時最多能放出3種不同頻率的光

C. 的半衰期是5天,100經(jīng)過10天后剩下的的質(zhì)量為25

D. β衰變所釋放的電子來自原子核外的電子

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是俄羅斯名將伊辛巴耶娃撐桿跳時的情景,若不計空氣阻力,下列說法正確的是(  )

A. 在撐桿的過程中桿對她的彈力大于她對桿的壓力

B. 在撐桿上升過程中,她始終處于超重狀態(tài)

C. 在空中下降過程中她處于失重狀態(tài)

D. 她落到軟墊后一直做減速運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20141024日,嫦娥五號探路兵發(fā)射升空,為計劃于2017年左右發(fā)射的嫦娥五號探路,并在8天后以跳躍式返回技術(shù)成功返回地面。跳躍式返回技術(shù)指航天器在關(guān)閉發(fā)動機后進入大氣層,依靠大氣升力再次沖出大氣層,降低速度后再進入大氣層。如圖所示,虛線為大氣層的邊界。已知地球半徑R,地心到d點距離r,地球表面重力加速度為g。下列說法正確的是(  )

A. 嫦娥五號b點處于完全失重狀態(tài)

B. 嫦娥五號d點的加速度小于

C. 嫦娥五號a點速率大于在c點的速率

D. 嫦娥五號c點速率大于在e點的速率

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為θ=37°的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,兩導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置,空間存在的垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B.現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一沿導(dǎo)軌平面向下的初速度v0使其沿導(dǎo)軌向下運動,已知兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m,電阻相等,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.75,導(dǎo)軌電阻忽略不計。從ab開始運動到兩棒相對靜止的整個運動過程中兩導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌保持良好的接觸,下列說法正確的是( 。

A. 導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為

B. 導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為

C. 當(dāng)導(dǎo)體棒cd的速度為時,導(dǎo)體棒ab的速度為

D. 當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為時,導(dǎo)體棒cd的速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在豎直平面內(nèi)存在豎直方向的勻強電場,在第一象限內(nèi)有一與x軸相切于點、半徑為R的圓形區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)存在垂直于面的勻強磁場,電場與磁場隨時間變化如圖乙、丙所示,設(shè)電場強度豎直向下為正方向,磁場垂直紙面向里為正方向,電場、磁場同步周期性變化(每個周期內(nèi)正、反向時間相同)。一帶正電的小球A沿y軸方向下落,t=0時刻A落至點,此時,另一帶負(fù)電的小球B從圓形區(qū)域的最高點處開始在磁場內(nèi)緊靠磁場邊界做勻速圓周運動。當(dāng)A球再下落R時,B球旋轉(zhuǎn)半圈到達(dá)點;當(dāng)A球到達(dá)原點O時,B球又旋轉(zhuǎn)半圈回到最高點;然后A球開始做勻速運動。兩球的質(zhì)量均m,電荷量大小為q,不計空氣阻力及兩小球之間的作用力,重力加速度為g,求:

1)勻強電場的場強E的大小;

2)小球B做勻速圓周運動的周期T及勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大。

3)電場、磁場變化第一個周期末A、B兩球間的距離S

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