【題目】如圖,ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道,其中AB段是水平的,BD段為半徑R=0.2m的半圓,兩段軌道相切于B點,整個軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)大小E=5.0×103V/m.一不帶電的絕緣小球甲,以速度v0沿水平軌道向右運動,與靜止在B點帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞.已知乙球的質(zhì)量為m=1.0×102kg,乙所帶電荷量q=2.0×10-5C,甲球質(zhì)量為乙球質(zhì)量的k倍,g10m/s2(水平軌道足夠長,甲、乙兩球可視為質(zhì)點,整個運動過程無電荷轉(zhuǎn)移)

(1)k=1,且甲乙兩球碰撞后,乙恰能通過軌道的最高點D,求甲的速度v0

(2)k>1,且甲仍以(1)中的速度v0向右運動,求乙在軌道上的首次落點到B點的距離范圍.

【答案】(1) ; (2) 。

【解析】

(1)在乙恰能通過軌道的最高點的情況下,設(shè)乙到達(dá)最高點的速度為vD,乙離開D點到達(dá)水平軌道的時間為t,乙的落點到B點的距離為x,則

設(shè)碰撞后甲、乙的速度分別為v、v,根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒定律有:

聯(lián)立②③得:

k=1,則,由動能定理得:

聯(lián)立①④⑤得:

2)甲、乙完全彈性碰撞,碰撞后甲、乙的速度分別為v、v,由②③解得

k>1,則,設(shè)乙球過D點的速度為,由動能定理得

解得:

設(shè)乙在水平軌道上的落點到B點的距離為,則有:

聯(lián)立得:

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】據(jù)報道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示,炮彈(可視為長方形導(dǎo)體)置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間,并與軌道壁接觸良好,開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端,通以電流后炮彈會被磁力加速,最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d = 0.10 m,導(dǎo)軌長L= 5.0 m,炮彈質(zhì)量m = 0.30 kg,導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示,可以認(rèn)為,炮彈在軌道內(nèi)運動時,它所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B=2.0 T,方向垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v = 2.0×103 m/s,求通過導(dǎo)軌的電流I的大小,忽略摩擦力與重力的影響。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為一種利用氣墊導(dǎo)軌驗證機(jī)械能守恒定律的實驗裝置.

主要實驗步驟如下:

A. 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,將導(dǎo)軌調(diào)至水平.

B. 測出擋光條的寬度 d

C. 將滑塊移至圖示位置,測出擋光條到光電門的距離l

D. 釋放滑塊,讀出擋光條通過光電門的擋光時間t

E. 用天平稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m

F. ……

回答下列問題:

1)在滑塊從靜止釋放到運動到光電門的過程中,系統(tǒng)的重力勢能減少了______

2)擋光條通過光電門的速率為_____

3)為驗證機(jī)械能守恒定律,還需要測量的物理量是_______________.(寫出物理量的名稱及符號)

4)若要符合機(jī)械能守恒定律的結(jié)論,以上測得的物理量應(yīng)該滿足的關(guān)系是__________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab段水平,長度為2Rbc段是半徑為R的四分之一圓弧,與ab相切于b點.一質(zhì)量為m的小球.始終受到與重力大小相等的水平外力F的作用,自a點處從靜止開始向右運動,重力加速度大小為g.小球從a點開始運動到其軌跡最高點的過程中,以下說法正確的是

A. 重力與水平外力合力的沖量等于小球的動量變化量

B. 小球?qū)A弧軌道b點和c點的壓力大小都為5mg

C. 小球機(jī)械能的增量為3mgR

D. 小球在到達(dá)c點前的最大動能為mgR

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓形區(qū)域半徑為R,區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,P為磁場邊界上的最低點.大量質(zhì)量均為m,電荷量絕對值均為q的帶負(fù)電粒子,以相同的速率從P點射入磁場區(qū)域,速度方向沿位于紙面內(nèi)的各個方向.粒子的軌道半徑為2R,A、C為圓形區(qū)域水平直徑的兩個端點,粒子重力不計,空氣阻力不計,則

A. 粒子射入磁場的速率為

B. 粒子在磁場中運動動的最長時間為

C. 不可能有粒子從C點射出磁場

D. 若粒子的速率可以變化,則可能有粒子從A點水平射出

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)用多用表進(jìn)行了兩次測量,指針的位置分別如圖中ab所示。若多用表的選擇開關(guān)處在以下表格中所指的擋位,ab的相應(yīng)讀數(shù)是多少? 請?zhí)钤诒碇小?/span>

所選擇的檔位

指針位置

a

b

直流電壓2.5 V

________

直流電流50mA

________

(2)用表盤為如圖所示的多用電表正確測量了一個13Ω的電阻后,需要繼續(xù)測量一個阻值大概是2kΩ左右的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端測量之前,以下哪些操作是必須的。請選擇其中有用的,并按

操作順序?qū)懗觯?/span>__________________。

A.用螺絲刀調(diào)節(jié)表盤下中間部位的調(diào)零螺絲,使表針指零

B.將紅表筆和黑表筆接觸

C.把選擇開關(guān)旋到“×1kΩ”位置

D.把選擇開關(guān)旋到“×100Ω”位置

E調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使表針指著歐姆零點

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為2kg的物體在水平面內(nèi)做曲線運動,已知x方向的位移-時間圖像和y方向的速度-時間圖像分別如圖甲、乙所示。下列說法正確的是

A. 質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直

B. 3s末質(zhì)點速度大小為10m/s

C. 質(zhì)點的初速度大小為6m/ s

D. 質(zhì)點所受的合外力大小為2N

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的實驗裝置探究“動能定理”。他們在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放。

(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=______mm。

(2)下列實驗要求中必要的一項是_______(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)。

A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平

(3)實驗時保持滑塊的質(zhì)量MA、B間的距離L不變,改變鉤碼質(zhì)量m,測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t,通過描點作出線性圖像,研究滑塊動能變化與合外力對它做功的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出的圖像是______ (填寫 選項前對應(yīng)的字母)。

A. B. M-F C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的,現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些,燈泡B比原來變亮了些,則電路中出現(xiàn)的故障可能是(  )

A. R1、R2同時短路B. R1短路

C. R3斷路D. R2斷路

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