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10.如圖所示,在一個傾角θ=30°的斜面上建立x軸,O為坐標(biāo)原點(diǎn),在x軸正向空間有一個勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E=4.5×106N/C,方向與x軸正方向相同,在O處放一個電荷量q=5.0×10-6C,質(zhì)量m=lkg帶負(fù)電的絕緣物塊.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=32,沿x軸正方向給物塊一個初速度V0=5m/s,如圖所示(g取10m/s2).求:
(1)物塊沿斜面向下運(yùn)動的最大距離為多少?
(2)到物塊最終停止時系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱共為多少?

分析 (1)對物塊從開始到下滑到最大距離的過程運(yùn)用動能定理,求出下滑的最大距離.
(2)對全過程研究,運(yùn)用動能定理求出停止位置距離O點(diǎn)的距離,結(jié)合摩擦力做功得出摩擦產(chǎn)生的焦耳熱.

解答 解:(1)設(shè)物塊向下運(yùn)動的最大距離為 x m,由動能定理得:
mgsinθ•xm-μmgcosθ•xm-qExm=0-12mv02,
代入數(shù)據(jù)可求得:xm=0.5m.
(2)因qE>mgsinθ+μmgcosθ,物塊不可能停止在 x軸正向,設(shè)最終停在 x軸負(fù)向且離O點(diǎn)為 x 處,
由動能定理得:qExm-mgxsinθ-μmgcosθ(2xm+x)=012mv02,
代入數(shù)據(jù)可得:x=0.4m.
產(chǎn)生的焦耳熱:Q=μmgcosθ•(2xm+x),
代入數(shù)據(jù)解得Q=10.5J.
答:(1)物塊沿斜面向下運(yùn)動的最大距離為0.5m;
(2)到物塊最終停止時系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱共為10.5J.

點(diǎn)評 本題考查了動能定理的綜合運(yùn)用,知道重力做功和電場力做功與路徑無關(guān),關(guān)鍵合理選擇研究的過程,運(yùn)用動能定理進(jìn)行求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.酒駕是非常危險的,我國已制定相關(guān)法律嚴(yán)禁酒駕和醉駕行為.某駕駛員酒后開車,車速為72km/h,當(dāng)他看到前方50m遠(yuǎn)處的障礙物時開始剎車,其反應(yīng)時間為1.5s(從意識到應(yīng)該停車到操作剎車的時間),在反應(yīng)時間內(nèi)汽車做勻速直線運(yùn)動,剎車制動后汽車做勻減速直線運(yùn)動,加速度的大小為5m/s2
①求反應(yīng)時間內(nèi)汽車勻速運(yùn)動的距離;
②通過計算說明汽車能否在撞到障礙物之前停下來.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

1.如圖所示,左邊足夠長,高H=0.45m的水平臺面右端有一以v0=2m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶BC與其理想連接,在該水平臺面右邊豎直面CD的右端x=0.4m處也有一高度h=0.25m的足夠長水平臺面,其左端豎直面EF也是豎直方向,F(xiàn)點(diǎn)為平臺的左端點(diǎn).一質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止在水平臺面A點(diǎn)處.設(shè)A與傳送帶在端點(diǎn)B的距離為s,現(xiàn)用F=2N的恒力作用在小物塊上使其向右運(yùn)動,已知小物塊與水平臺面以及傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.1,傳送帶的長度L=1.5m,傳送帶的滑輪大小可以忽略,重力加速度取g=10m/s2

(1)若恒力F作用一段時間后即撤去,小物塊滑上傳送帶時速度恰好為零,求小物塊離開傳送帶后,第一落點(diǎn)的位置到F點(diǎn)的距離;
(2)若A與傳送帶左端點(diǎn)B的距離為s=0.5m,小物塊運(yùn)動到傳送帶右端點(diǎn)C處即撤去恒力;求小物塊離開傳送帶后,第一落點(diǎn)到F點(diǎn)的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.如圖所示,紙面內(nèi)存在平行紙面的勻強(qiáng)電場,一帶電粒子以某速度從電場中的a點(diǎn)水平發(fā)射,粒子僅在電場力作用下運(yùn)動到b點(diǎn)時速度方向豎直向下,則( �。�
A.勻強(qiáng)電場的方向可能沿豎直方向
B.粒子在任意相等時間內(nèi)速度的變化量相同
C.從a到b的過程中,粒子的速度先減小后增大
D.從a到b的過程中,粒子運(yùn)動的軌跡可能是14圓弧

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

5.如圖所示,質(zhì)量為m=2.0kg導(dǎo)熱性能良好的薄壁圓筒倒扣在裝滿水的槽中,槽底有細(xì)的進(jìn)氣管,管口在水面上;筒內(nèi)外的水相連通且水面高度相同,筒內(nèi)封閉氣體高為H=20cm;用打氣筒緩慢充入壓強(qiáng)為P0、體積為V0的氣體后,圓筒恰好來開槽底;已知筒內(nèi)橫截面積S=400cm2,大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa,水的密度1.0×103kg/m3,g=10m/s2;筒所受的浮力忽略不計,求:
(ⅰ)圓筒剛要離開槽底時,筒內(nèi)外水面高度差;
(ⅱ)充氣氣體體積v0的大�。�

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

15.小亮觀賞跳雪比賽,看到運(yùn)動員先后從坡頂水平躍出后落到斜坡上,如圖所示,某運(yùn)動員從落地點(diǎn)B以v0=20m/s的初速度飛出,空中飛行時間t=3.0s,若該運(yùn)動員的質(zhì)量m=60kg,忽略運(yùn)動員所受的空氣的作用力,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)運(yùn)動員在落在B點(diǎn)的水平位移大小s;
(2)A、B兩點(diǎn)的高度差h;
(3)運(yùn)動員在A點(diǎn)的重力勢能EP(以B所在的水平面為零勢能參考面)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.甲、乙兩名滑冰運(yùn)動員,M=60kg,M=40kg,面對面拉著彈簧測力計做圓周運(yùn)動進(jìn)行滑冰表演,如圖所示.兩人相距0.8m,彈簧測力計的示數(shù)為9.2N,下列判斷中正確的是( �。�
A.兩人的運(yùn)動半徑不同,甲為0.32m,乙為0.48m
B.兩人的運(yùn)動半徑相同,都是0.45m
C.兩人的線速度相同,約為40m/s
D.兩人的角速度相同,約為6rad/s

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.下列關(guān)于布朗運(yùn)動的說法,正確的是( �。�
A.布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動
B.液體溫度越高,懸浮顆粒越小,布朗運(yùn)動越劇烈
C.布朗運(yùn)動是由于液體各個部分的溫度不同而引起的
D.布朗運(yùn)動反映了固體分子的無規(guī)則運(yùn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,電場中有A、B兩點(diǎn),A、B兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小記為EA、EB,則下列說法中正確的是 ( �。�
A.EA>EB
B.EA<EB
C.EA=EB
D.EA、EB大小視放入兩點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷電性而定

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同步練習(xí)冊答案