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如圖,絕緣水平地面上有寬L=0.4m的勻強電場區(qū)域,場強,方向水平向左。帶電的物塊B靜止在電場邊緣的O點,帶電量、質量的物塊A在距O點s=2.25m處以vo=5m/s的水平初速度向右運動,并與B發(fā)生碰撞,假設碰撞前后A、B構成的系統(tǒng)沒有動能損失。A的質量是B的k(k>1)倍,A、B與地面間的動摩擦因數(shù)都為=0.2,物塊均可視為質點,且A的電荷量始終不變,取g = 10m/S2

(1) 求A到達O點與B碰撞前的速度大;
(2) 求碰撞后瞬間A和B的速度大小;
(3) 討論K在不同取值范圍時電場力對A做的功。
(1) 4m/s  (2)m/s  m/s  (3)(i)當k>3時A能從電場右邊界離開電場力對A做功為1.2×10-2 J;在1<k≤3范圍內,A從電場的左側離開,整個過程電場力做功為0。

試題分析:(1)設碰撞前A的速度為v,由動能定理
       ①
得: =4m/s       ②
(2)設碰撞后A、B速度分別為vA、vB,且設向右為正方向;由于彈性碰撞,所以有:
       ③
     ④
聯(lián)立③④并將mA=kmB及v=4m/s代入得:
m/s         ⑤
 m/s         ⑥
(3)討論:
(i)如果A能從電場右邊界離開,必須滿足:         ⑦
聯(lián)立⑤⑦代入數(shù)據,得: k>3      ⑧
電場力對A做功為:WE=-qEL=-6×105×5×10-8×0.4(J)=-1.2×10-2(J)       ⑨
(ii)如果A不能從電場右邊界離開電場,必須滿足:       ⑩
聯(lián)立⑤⑩代入數(shù)據,得:k≤3        ?
考慮到k>1,所以在1<k≤3范圍內A不能從電場右邊界離開       ?
又:  qE=3×10-2N>μmg=2×10-2N       ?
所以A會返回并從電場的左側離開,整個過程電場力做功為0.即:WE=0     ?
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖所示,水平軌道AB與豎直軌道CD用一光滑的半徑R=0.5m的圓弧BC平滑連接,現(xiàn)有一物塊從豎直軌道上的Q點由靜止開始釋放,已知QC間的長度R=0.5m,物塊的質量m=0.2kg,物塊與AB和CD軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,求;

(1)物塊下滑到水平面后,距離B點的最遠距離s為多少?
(2)若整個空間存在一水平向右的勻強電場,電場強度E=1.0×106V/m,并使物塊帶電,帶電量為q=+2.0×10-6C,所有接觸面均絕緣,現(xiàn)使帶電物塊從水平面上的P點由靜止開始釋放(P點未在圖中標出),要想使物塊剛好能通過Q點,PB間的長度L為多少?
(3)在符合第二問的基礎上,物塊到達圓弧上C點時,對軌道的壓力大小?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(19分) 如圖所示,在一傾角為370的絕緣斜面下端O,固定有垂直于斜面的絕緣擋板。斜面ON段粗糙,長度s=0.02m,NM段光滑,長度L=0.5m。在斜面的所在區(qū)域有豎直向下的勻強電場,場強為2×lo5 N/C。有一小滑塊質量為2×10-3 kg,帶正電,電量為 1×l0-7C,小滑塊與ON段表面的動摩擦因數(shù)為0.75。將小滑塊從M點由靜止釋放,在運動過程中沒有電量損失,與擋板相碰后原速返回。已知,,g取 l0m/s2.求:

(1)小滑塊第一次過N點的速度大;
(2)小滑塊最后停在距離擋板多遠的位置;
(3)小滑塊在斜面上運動的總路程。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,不計一切阻力,定滑輪質量忽略不計,A的質量為m,B的質量為3m,兩物體由靜止開始運動,當B向右移動x時,A的速度大小為___________,繩子的拉力對B做功為___________。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動,A由靜止釋放,B的初速度方向沿斜面向下,大小為,C的初速度方向沿斜面水平,大小也為,最終三個滑塊均到達斜面底端,則 (   )

A.滑到斜面底端時,A、B和C的動能一樣大
B.滑到斜面底端時,B的動能最大
C.A和B滑到斜面底端過程中產生的熱量不是一樣多
D.A和B滑到斜面底端動能相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)有一個固定的光滑直桿,該直桿與水平面的夾角為53°,桿上套著一個質量為m=2kg的滑塊(可視為質點)。

(1)如圖甲所示,滑塊從O點由靜止釋放,下滑了位移x=1m后到達P點,求滑塊此時的速率。
(2)如果用不可伸長的細繩將滑塊m與另一個質量為M=2.7kg的物塊通過光滑的定滑輪相連接,細繩因懸掛M而繃緊,此時滑輪左側繩恰好水平,其長度L =m(如圖乙所示)。再次將滑塊從O點由靜止釋放,求滑塊滑至P點的速度大小。(整個運動過程中M不會觸地,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)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q=-5.0×10-8 C、質量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=2.0 m/s,如圖所示.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:不詳 題型:單選題

有一帶負電的粒子,其帶電量q=—2×10-3C。如圖所示,在場強E="200" N/C的勻強電場中的P點靜止釋放,靠近電場極板B有一擋板S,小球與擋板S的距離h=5cm,與A板距離H="45" cm,重力作用不計。在電場力作用下小球向左運動,與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍,已知k=5/6  ,而碰后小球的速度大小不變.

(1)設勻強電場中擋板S所在位置處電勢為零,則電場中P點的電勢為多少?小球在P點時的電勢能為多少?(電勢能用Ep表示)
(2)小球從P點出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對小球做了多少功?
(3)小球經過多少次碰撞后,才能抵達A板?(取lg1.2=0.08)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖,質量m=20kg的物塊(可視為質點),以初速度v0=10m/s滑上靜止在光滑軌道的質量M=30kg、高h=0.8m的小車的左端,當車向右運動了距離d時(即A處)雙方達到共速,F(xiàn)在A處固定一高h=0.8m、寬度不計的障礙物,當車撞到障礙物時被粘住不動,而貨物繼續(xù)在車上滑動,到A處時即做平拋運動,恰好與傾角為53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑動,已知貨物與車間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。
(g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)車與貨物共同速度的大小v1;
(2)貨物平拋時的水平速度v2;
(3)車的長度L與距離d.

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