(2).(9分)如圖所示,在光滑絕緣水 平面上有兩個(gè)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(kāi)始時(shí)兩小球相距s0,小球有一個(gè)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(shì)能為零,試證明:當(dāng)兩小球的速度相同時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能最大,并求出該最大值;

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,由動(dòng)量守恒定律得                            (1) (2分)
所以,系統(tǒng)的動(dòng)能減小量為      (2) (2分)
由于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功,所以系統(tǒng)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和守恒,考慮到系統(tǒng)初狀態(tài)下電勢(shì)能為零,故該狀態(tài)下的電勢(shì)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(shí),系統(tǒng)的電勢(shì)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(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能最大,最大值為           (7) (1分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖1所示為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)關(guān)于這一實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是______
A.重錘的質(zhì)量不必測(cè)量
B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接低壓直流電
C.應(yīng)先接通電源打點(diǎn),后釋放紙帶
D.需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
(2)選用實(shí)驗(yàn)中得出的一條紙帶來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖2中O點(diǎn)為起始點(diǎn),A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的原始點(diǎn),F(xiàn)點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn).設(shè)相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén),下列表達(dá)式可以用本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算F點(diǎn)速度vF的是______
A.vF=g(nT)B.vF=
2ghn
C.vF=
hn+1-hn-1
2T
D.vF=
xn+1-xn-1
2T

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

兩個(gè)完全相同、質(zhì)量均為m的滑塊A和B,放在光滑水平面上,滑塊A與輕彈簧相連,彈簧另一端固定在墻上,當(dāng)滑塊B以的初速度向滑塊A運(yùn)動(dòng),如圖所示,碰到A后不再分開(kāi),下述說(shuō)法中正確的是         (填選項(xiàng)前的字母)
A.兩滑塊相碰和以后一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程,系統(tǒng)動(dòng)量均守恒
B.兩滑塊相碰和以后一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程,系統(tǒng)機(jī)械能均守恒
C.彈簧最大彈性勢(shì)能為
D.彈簧最大彈性勢(shì)能為

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一根彈簧的彈力(F)—伸長(zhǎng)量(x)圖線(xiàn)如圖所示,那么彈簧由伸長(zhǎng)量4 cm 到伸長(zhǎng)量8 cm的過(guò)程中,彈力做功和彈性勢(shì)能的變化量為( 。
A.3.6 J,-3.6 JB.-3.6 J,3.6 J
C.1.8 J,-1.8 JD.-1.8 J,1.8 J

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,絕緣輕質(zhì)彈簧直立于地面上,上面放一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的小球,小球與彈簧不連接.現(xiàn)將小球向下壓到某位置后由靜止釋放,若小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中,重力和電場(chǎng)力對(duì)小球做功的大小分別為W1和W2,小球離開(kāi)彈簧時(shí)速度為v,不計(jì)空氣阻力,則上述過(guò)程中
A.帶電小球電勢(shì)能增加W2
B.彈簧彈性勢(shì)能最大值為W1mv2
C.彈簧彈性勢(shì)能減少量為W2+W1
D.帶電小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加W2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,靜止在地面上的一個(gè)物體在豎直向止的拉力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)在,向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,物體的動(dòng)能Ek與位移x關(guān)系圖象如圖乙所示。其中在0~h過(guò)程中的圖線(xiàn)為平滑曲線(xiàn),h~2h過(guò)程中的圖線(xiàn)為平行于橫軸的直線(xiàn),2h~3h過(guò)程中的圖線(xiàn)為一傾斜的直線(xiàn),不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是
A.物體上升到h高處時(shí),拉力的功率為零
B.在0~h過(guò)程中拉力大小恒為2mg
C.在h~23h過(guò)程中物體機(jī)械能不變
D.在2h~3h過(guò)程中物體的機(jī)械能不變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(6分)如圖所示,光滑水平面上滑塊A、C質(zhì)量均為m=1kg,B質(zhì)量為M=3kg。開(kāi)始時(shí)A、B靜止,現(xiàn)將C以初速度v0=2m/s的速度滑向A,與A碰后C的速度變?yōu)榱,而后A向右運(yùn)動(dòng)與B發(fā)生碰撞并粘在一起。求:

①A與B碰撞后的共同速度大小;
②A與B碰撞過(guò)程中,A與B增加的內(nèi)能。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出,能夠達(dá)到的最大高度為h1;若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且保持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h2;若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),且保持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h3,如圖所示.不計(jì)空氣阻力,則(  )
 
A.h1=h2=h3B.h1>h2>h3
C.h1=h2>h3D.h1=h3>h2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同,頂角b處安裝一定滑輪,質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊,通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接,輕繩與斜面平行,兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng),若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(    )
A.兩滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.m的機(jī)械能可能減小
C.重力對(duì)M做的功大于M動(dòng)能的增加
D.兩滑塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功

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