（2）．（9分）如圖所示，在光滑絕緣水 平面上有兩個帶電小球、，質(zhì)量分別為3m和m，小球帶正電q，小球帶負(fù)電-2q，開始時兩小球相距s0，小球有一個水平向右的初速度v0，小球的初速度為零，若取初始狀態(tài)下兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)的電勢能為零，試證明：當(dāng)兩小球的速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大，并求出該最大值；

解析試題分析：（1）由于兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)合外力為零，設(shè)某狀態(tài)下兩小球的速度分別為和，由動量守恒定律得                            （1） （2分）
所以，系統(tǒng)的動能減小量為      （2） （2分）
由于系統(tǒng)運動過程中只有電場力做功，所以系統(tǒng)的動能與電勢能之和守恒，考慮到系統(tǒng)初狀態(tài)下電勢能為零，故該狀態(tài)下的電勢能可表為
           （3） （1分）
聯(lián)立（1）、（3）兩式，得      （4）（1分）
由（4）式得：當(dāng)                 （5） （1分）
時，系統(tǒng)的電勢能取得最大值，而將（5）式代入（1）式，得  （6）（1分）                               
即當(dāng)兩小球速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大，最大值為           （7） （1分）
考點：動量守恒定律；能量守恒定律．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

暴雨前，有一云層（相當(dāng)于帶電體）正慢慢靠近地面，某野外地面附近有一質(zhì)量較小的帶電體被吸上天空，以下說法正確的是

A．帶電體在上升中電勢能越來越大
B．帶電體在上升中跟云層間的電勢差越來越大
C．帶電體在上升中所處環(huán)境的電場強(qiáng)度是越來越大
D．帶電體的加速度越來越大

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（9分）一靜止原子核發(fā)生α衰變， 生成一α粒子及一新核， 測得α粒子的速度為光在真空中的速度的0.1倍。已知α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q；新核的質(zhì)量為α粒子的質(zhì)量的n倍；光在真空中的速度大小為c。
求：（1）衰變過程中新核所受沖量的大��； 
（2 ） 衰變前原子核的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，寬為L=2m、足夠長的金屬導(dǎo)軌MN和M’N’放在傾角為θ=30°的斜面上，在N和N’之間連有一個阻值為R=1.2Ω的電阻，在導(dǎo)軌上AA’處放置一根與導(dǎo)軌垂直、質(zhì)量為m=0.8kg、電阻為r=0.4Ω的金屬滑桿，導(dǎo)軌的電阻不計。用輕繩通過定滑輪將電動小車與滑桿的中點相連，繩與滑桿的連線平行于斜面，開始時小車位于滑輪的正下方水平面上的P處（小車可視為質(zhì)點），滑輪離小車的高度H=4.0m。在導(dǎo)軌的NN’和OO’所圍的區(qū)域存s在一個磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場，此區(qū)域內(nèi)滑桿和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=，此區(qū)域外導(dǎo)軌是光滑的。電動小車沿PS以v=1.0m/s的速度勻速前進(jìn)時，滑桿經(jīng)d=1m的位移由AA’滑到OO’位置。（g取10m/s2）求：

（1）若滑桿滑到OO’位置時細(xì)繩中拉力為10.1N，滑桿通過OO’位置時的加速度；
（2）若滑桿運動到OO’位置時繩子突然斷了，則從斷繩到滑桿回到AA’位置過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為多少？（設(shè)導(dǎo)軌足夠長，滑桿滑回到AA’時恰好做勻速直線運動。）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩個很靠近的同心圓形軌道，外圓ABCD的光滑，內(nèi)圓A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一質(zhì)量m=0.1kg的小球從軌道的最低點A，以初速度v0向右運動，球的尺寸略小于兩圓間距，球運動的半徑R=0.2m，取g=10m/s2。

（1）若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運動，初速度v0至少為多少？
（2）若v0=3m/s，經(jīng)過一段時間小球到達(dá)最高點，內(nèi)軌道對小球的支持力N=1N，則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少？
（3）若v0=3m/s，經(jīng)過足夠長的時間后，小球經(jīng)過最低點A時受到的支持力為多少？小球在整個運動過程中減少的機(jī)械能是多少？
(本題12分。第一小題3分。第2小題3分，第3小題6分)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(10分)如圖所示，在光滑水平地面上，有一質(zhì)量的平板小車，小車的右端有一固定的豎直擋板，擋板上固定一輕質(zhì)細(xì)彈簧．位于小車上A點處的質(zhì)量為的木塊(視為質(zhì)點)與彈簧的左端相接觸但不連接，此時彈簧與木塊間無相互作用力。木塊與A點左側(cè)的車面之間有摩擦，與A點右側(cè)的車面之間的摩擦可忽略不計．現(xiàn)小車與木塊一起以的初速度向右運動，小車將與其右側(cè)的豎直墻壁發(fā)生碰撞，已知碰撞時間極短，碰撞后小車以的速度水平向左運動，取．

(i)求小車與豎直墻壁發(fā)生碰撞的過程中小車動量變化量的大小；
(ii)若彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，求小車撞墻后與木塊相對靜止時的速度大小和彈簧的最大彈性勢能；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(9分)如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M =" 4.0" kg的帶有圓弧軌道的平板車，車的上表面是一段長L=1.5m的粗糙水平軌道，水平軌道左側(cè)連一半徑R =" 0.25" m 的四分之一光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在點相切．現(xiàn)將一質(zhì)量m =" 1.0" kg的小物塊（可視為質(zhì)點）從平板車的右端以水平向左的初速度v0滑上平板車，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)，小物塊恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點A．取g =" 10" m/s2，求：

（1）小物塊滑上平板車的初速度v0的大�。�
（2）小物塊與車最終相對靜止時，它距點的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(10分)在電場方向水平向右的勻強(qiáng)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

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個木塊間用輕彈簧相連，放在光滑水平面上，A緊靠豎直墻壁。用水平力向左推B，將彈簧壓縮，推到某位置靜止時推力大小為F，彈簧的彈性勢能為E。在此位置突然撤去推力，下列說法中正確的是（    ）

A.撤去推力的瞬間，B的加速度大小為F/2m
B.從撤去推力到A離開豎直墻壁前，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量不守恒，機(jī)械能守恒
C.A離開豎直墻壁后，彈簧彈性勢能最大值為E/3
D.A離開豎直墻壁后，彈簧彈性勢能最大值為E

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