如圖所示,A為位于一定高度處的質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,B為位于水平地面上的質(zhì)量為M的用特殊材料制成的長方形空心盒子,且M=2m,盒子與地面間的動摩擦因數(shù)=0.2,盒內(nèi)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E=2mg/q,盒外沒有電場.盒子的上表面開有一系列略大于小球的小孔,孔間距滿足一定的關(guān)系,使得小球進(jìn)出盒子的過程中始終不與盒子接觸.當(dāng)小球A以1m/s的速度從孔1進(jìn)入盒子的瞬間,盒子B恰以v1="6" m/s的初速度向右滑行.已知盒子通過電場對小球施加的作用力與小球通過電場對盒子施加的作用力大小相等、方向相反.設(shè)盒子足夠長,取重力加速度g=10m/s2,小球恰能順次從各個小孔進(jìn)出盒子,且不與盒子底部相碰。試求:
(1)小球A從第一次進(jìn)入盒子到第二次進(jìn)入盒子所經(jīng)歷的時間;
(2)盒子上至少要開多少個小孔,才能保證小球始終不與盒子接觸;
(3)從小球第一次進(jìn)入盒子至盒子停止運(yùn)動的過程中,盒子通過的總路程.
(1)                
(2)11個.  
(3)                                
(1)A在盒子內(nèi)運(yùn)動時,         (2分)
由以上兩式得  ag                                                 (1分)
A在盒子內(nèi)運(yùn)動的時間   A在盒子外運(yùn)動的時間     (1分)
A從第一次進(jìn)入盒子到第二次進(jìn)入盒子的時間                 (1分)
(2)小球在盒子內(nèi)運(yùn)動時,盒子的加速度             (1分)
小球在盒子外運(yùn)動時,盒子的加速度                     (1分)
小球運(yùn)動一個周期盒子減少的速度為      (2分)
從小球第一次進(jìn)入盒子到盒子停下,小球運(yùn)動的周期數(shù)為      (1分)
故要保證小球始終不與盒子相碰,盒子上的小孔數(shù)至少為2n+1個,即11個.  (1分)
(3)小球第一次在盒內(nèi)運(yùn)動的過程中,盒子前進(jìn)的距離為
                                                (1分)
小球第一次從盒子出來時,盒子的速度                   (1分)
小球第一次在盒外運(yùn)動的過程中,盒子前進(jìn)的距離為    (1分)
小球第二次進(jìn)入盒子時,盒子的速度                    (1分)
小球第二次在盒子內(nèi)運(yùn)動的過程中,盒子前進(jìn)的距離為    (1分)
小球第二次從盒子出來時,盒子的速度                     (1分)
小球第二次在盒外運(yùn)動的過程中,盒子前進(jìn)的距離為     (1分)
分析上述各組數(shù)據(jù)可知,盒子在每個周期內(nèi)通過的距離為一等差數(shù)列,
公差d=0.12m.且當(dāng)盒子停下時,小球恰要進(jìn)入盒內(nèi),最后0.2s內(nèi)盒子通過的路程為0.04m.
所以從小球第一次進(jìn)入盒子至盒子停止運(yùn)動的過程中,盒子通過的總路程為
                                     (2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(22分)離子推進(jìn)器是新一代航天動力裝置,可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。推進(jìn)劑從圖中P處注入,在A處電離出正離子,BC之間加有恒定電壓,正離子進(jìn)人B時的速度忽略不計,經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出。已知推進(jìn)器獲得的推力為,,單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J。為研究問題方便,假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時不受其他外力,忽略推進(jìn)器運(yùn)動速度。

(1)求加在BC間的電壓U;
(2)為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行,必須在出口D處向正離子束注入電子,試解釋其原因。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

圖1中,質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為2m的足夠長的木板上方右側(cè),木板放在光滑的水平地面上,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為。在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s內(nèi)F的變化如圖2所示,圖中F以mg為單位,重力加速度g=10m/s2.整個系統(tǒng)開始時靜止。

(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度;
(2)在同一坐標(biāo)系中畫出0~3s內(nèi)木板和物塊的v—t圖象,據(jù)此求0~3s內(nèi)物塊相對于木板滑過的距離。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一放在光滑水平面上的彈簧秤,其外殼質(zhì)量為,彈簧及掛鉤質(zhì)量不計,在彈簧秤的掛鉤上施一水平向左的力F1,在外殼吊環(huán)上施一水平向右的力F2,則產(chǎn)生了沿F1方向上的加速度,那么此彈簧秤的讀數(shù)是                              (   )
A.F1B.F2C.F1-F2 D.F2 ma

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

用手水平托住幾本書,下列哪種情況下手對書本的作用力最大:
A.使書本勻速向上運(yùn)動B.使書本勻速向下運(yùn)動
C.使書本勻加速水平運(yùn)動D.使書本勻減速向上運(yùn)動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖12所示,足夠長的斜面傾角θ=37°,一物體以v0=12m/s的初速度,從斜面A點(diǎn)沿斜面向上運(yùn)動,加速度大小為a=8.0m/s2.已知重力加速度g=10m/s2,sin 37°= 0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)物體沿斜面上滑的最大距離s
(2)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)物體沿斜面到達(dá)最高點(diǎn)后返回下滑至A點(diǎn)時的速度大小v

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

某些城市交通部門規(guī)定汽車在市區(qū)某些街道行駛速度不得超過vm=30km/h.一輛汽車在該水平路段緊急剎車時車輪抱死,沿直線滑動一段距離后停止.交警測得車輪在地面上滑行的軌跡長為sm=10m.從手冊中查出該車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.75,取重力加速度g=10m/s2
(1)假如你是交警,請你判斷汽車是否違反規(guī)定,超速行駛(在下面寫出判斷過程)
(2)目前,有一種先進(jìn)的汽車制動裝置,可保證車輪在制動時不被抱死,使車輪仍有一定的滾動,安裝了這種防抱死裝置的汽車,在緊急剎車時可獲得比車輪抱死更大的制動力,從而使剎車距離大大減。僭O(shè)汽車安裝防抱死裝置后剎車制動力恒為f,駕駛員的反應(yīng)時間為t,汽車的質(zhì)量為m,汽車行駛的速度為v,試推出剎車距離s的表達(dá)式.
(3)根據(jù)剎車距離s的表達(dá)式,試分析引發(fā)交通事故的原因的哪些?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

)如圖所示,質(zhì)量為m=4kg的物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,現(xiàn)用F=25N與水平方向成θ=370的力拉物體,使物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。求:

(1)物體所受支持力為多大?摩擦力為多大?
(2)求物體的加速度的大。
(3)若F作用t=4s后即撤除,此后物體還能運(yùn)動多久?
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g="10" m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個質(zhì)量為0.5kg的物體在光滑水平面上受到5個水平方向的共點(diǎn)恒力作用而處于靜止平衡狀態(tài),現(xiàn)將其中一個F1=9N的力減小為原來的,同時將與F1垂直的另一個F2=8N的力減小為原來的,此后,對物體的描述正確的是(   )
A.物體一定做勻加速直線運(yùn)動B.物體可能做勻變速曲線運(yùn)動
C.物體1s末的速度為10m/sD.物體所受的合外力大小為5N

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同步練習(xí)冊答案