在電場方向水平向右的勻強電場中,一帶電小球從A點豎直向上拋出,其運動的軌跡如圖所示.小球運動的軌跡上A、B兩點在同一水平線上,M為軌跡的最高點.小球拋出時的動能為8.0J,在M點的動能為6.0J,不計空氣的阻力.求:
(1)小球水平位移x1與x2的比值;
(2)小球落到B點時的動能EkB;
(3)小球從A點運動到B點的過程中最小動能Ekmin.
(1) (2) (3)
解析試題分析: (1)小球在豎直方向上做豎直上拋運動,根據(jù)對稱性得知,從A點至M點和從M點至B點的時間t相等.小球在水平方向上做初速為零的勻加速直線運動,設(shè)加速度為a,則
所以
(2)小球從A到M,由動能定理,可得水平方向上電場力做功
則小球從A到B,水平方向上電場力做功
由動能定理,可得小球落到B點時的動能為:
解得:
(3)設(shè)小球所受的電場力為F,重力為G,由于合運動與分運動具有等時性,小球從A到M,則有:
水平方向上電場力做功
豎直方向上重力做功
由下圖可知,,則
則小球從 A運動到B的過程中速度最小時速度一定與等效垂直,即圖中的 P點,故:
考點:勻強電場中電勢差和電場強度的關(guān)系;動能定理
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分)如圖所示,絕緣水平面上的AB區(qū)域?qū)挾葹閐,帶正電、電量為q的小滑塊以大小為v0的初速度從A點進入AB區(qū)域,當(dāng)滑塊運動至區(qū)域的中點C時,速度大小為,從此刻起在AB區(qū)域內(nèi)加上一個水平向左的勻強電場,電場強度E保持不變,并且AB區(qū)域外始終不存在電場.
(1)求滑塊受到的滑動摩擦力大小.
(2)若加電場后小滑塊受到的電場力與滑動摩擦力大小相等,求滑塊離開AB區(qū)域時的速度.
(3)要使小滑塊在AB區(qū)域內(nèi)運動的時間到達最長,電場強度E應(yīng)滿足什么條件?并求這種情況下滑塊離開AB區(qū)域時的速度.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12)如圖所示,同一豎直線上的A、B兩點,固定有等量的異種點電荷,電荷量為q,正、負(fù)如圖所示,△ABC為一等邊三角形(邊長為L),CD為AB邊的中垂線,且與右側(cè)豎直光滑圓弧軌道的最低點C相切,已知圓弧的半徑為R,現(xiàn)把質(zhì)量為m、帶電荷量為+Q的小球(可視為質(zhì)點)由圓弧的最高點M靜止釋放,到最低點C時速度為v0.已知靜電力常量為k,現(xiàn)取D為電勢零點,求:
(1)小球在C點受到的電場力的大小和方向;
(2)在等量異種點電荷的電場中,M點的電勢φM.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(17分)如圖所示,光滑固定軌道的兩端都是半徑為R的四分之一圓弧,在軌道水平面上有兩個質(zhì)量均為m的小球B、C,B、C用一長度鎖定不變的輕小彈簧栓接,彈性勢能.一質(zhì)量也為m的小球A從左側(cè)的最高點自由滑下,A滑到水平面與B碰后立即粘在一起結(jié)合成D就不再分離(碰撞時間極短).當(dāng)D、C一起剛要滑到右側(cè)最低點時,彈簧鎖定解除且立即將C彈出并與彈簧分離.求
(1)彈簧鎖定解除前瞬間,D、C速度大小
(2)彈簧鎖定解除后,C第一次滑上軌道右側(cè)圓弧部分的軌跡所對的圓心角
(3)彈簧鎖定解除后,若C、D(含彈簧)每次碰撞均在水平面;求第N次碰撞結(jié)束時,C、D的速度
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在絕緣水平面上相距為L的A、B兩點分別固定著等量正點電荷.O為AB連線的中點,C、D是AB連線上兩點,其中AC=CO=OD=DB=1/4L.一質(zhì)量為m電量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點)以初動能E從C點出發(fā),沿直線AB向D運動,滑塊第一次經(jīng)過O點時的動能為kE(k>1),到達D點時動能恰好為零,小滑塊最終停在O點,求:
(1)小滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ.
(2)OD兩點間的電勢差UOD.
(3)小滑塊運動的總路程s.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在一個水平面上建立x軸,在過原點O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強電場,場強大小E =6.0×105 N/C,方向與x軸正方向相同.在O處放一個電荷量-5.0×10-8 C、質(zhì)量m=1.0×10-2 kg的絕緣物塊.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=4.0 m/s,求物塊最終停止時的位置.(g取10 m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
某滑板愛好者在離地h=1.8m高的平臺上滑行,水平離開A點后落在水平地面的B點,其水平位移x1=3m,著地時由于存在能量損失,著地后速度變?yōu)関=4m/s,并以此為初速沿水平地面滑行x2=8m后停止于C點.已知人與滑板的總質(zhì)量m=60kg,g=10m/s2。(空氣阻力忽略不計) 。求
(1) 人與滑板離開平臺時的水平初速度;
(2) 人與滑板在水平地面滑行時受到的平均阻力大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,半徑分別為R和r的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上,軌道之間有一條水平軌道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲軌道,通過動摩擦因數(shù)為μ的CD段,又滑上乙軌道,最后離開兩圓軌道,若小球在兩圓軌道的最高點對軌道的壓力都恰好為零,試求CD段的長度.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,在傾角為37o的斜面上,一勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧一端固定在A點,自然狀態(tài)時另一端位于B點。斜面上方有一半徑R=0.2m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道與斜面相切于C處,圓弧軌道的最高點為D。斜面AB段光滑,BC段粗糙且長度為0.4m,F(xiàn)將一質(zhì)量為1kg的小物塊從C點由靜止釋放,小物塊將彈簧壓縮了0.2m后速度減為零(不計小物塊到達B處與彈簧碰撞時的能量損失)。已知彈簧彈性勢能表達式Ek=kx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,重力加速度取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8。(計算結(jié)果可保留根號)求:
⑴小物塊與斜面BC段間的動摩擦因數(shù)μ
⑵小物塊第一次返回BC面上時,沖到最遠(yuǎn)點E,求BE長
⑶若用小物塊將彈簧壓縮,然后釋放,要使小物塊在CD段圓弧軌道上運動且不脫離圓弧軌道,則壓縮時壓縮量應(yīng)滿足的條件
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