靜電噴漆技術(shù)具有效率高,浪費(fèi)少,質(zhì)量好,有利于工人健康等優(yōu)點(diǎn),其裝置如圖所示.A、B為兩塊平行金屬板,間距d=0.40 m,兩板間有方向由B指向A,大小為E=1.0×103 N/C的勻強(qiáng)電場.在A板的中央放置一個(gè)安全接地的靜電油漆噴槍P,油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個(gè)方向均勻地噴出帶電油漆微粒,油漆微粒的初速度大小均為v0=2.0 m/s,質(zhì)量m=5.0×10-15 kg、帶電量為q=-2.0×10-16 C.微粒的重力和所受空氣阻力均不計(jì),油漆微粒最后都落在金屬板B上.試求:
(1)微粒打在B板上的動(dòng)能; (2)微粒到達(dá)B板所需的最短時(shí)間;
(3)微粒最后落在B板上所形成的圖形及面積的大。
(1) 。2) 。3)圓形
解析試題分析:(1)每個(gè)微粒在電場中都只受豎直向下的電場作用,且電場力做功與路徑無關(guān),只與初末位置的電勢差有關(guān),根據(jù)動(dòng)能定理得:
即
解得:微粒打在B板上的動(dòng)能為
(2)由題設(shè)知,微粒初速度方向垂直于極板時(shí),到達(dá)B板時(shí)間最短,設(shè)到達(dá)B板時(shí)速度為,則有
解得:
在垂直于極板方向上,微粒做初速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知:
解得:
(3)初速度大小相等沿水平方向的所有帶電微粒都做類平拋運(yùn)動(dòng),其它帶電微粒做類斜下拋運(yùn)動(dòng),所以微粒落在B板上所形成的圖形是圓形,且最大半徑R為類平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程。設(shè)帶電微粒的加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律得:
解得:
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得:
聯(lián)立解得:
所以微粒最后落在B板上所形成的圓面積為:
考點(diǎn):本題考查帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理及牛頓第二定律在電場中的應(yīng)用,意在考查考生知識和方法的遷移能力。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量為m=1kg的小球用線長l=1m的細(xì)線拴住,細(xì)繩上端固定在O點(diǎn),當(dāng)小球從圖示M點(diǎn)釋放后擺到懸點(diǎn)O的正下方N點(diǎn)時(shí),細(xì)線恰好被拉斷,此后小球剛好能無碰撞地從置于地面上傾角為45º的斜面滑下,已知斜面高度 h=0.4m,斜面左端離O點(diǎn)正下方的P點(diǎn)水平距離S=0.4m,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)N點(diǎn)距離地面的高度H
(2)細(xì)繩能承受的最大拉力
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(14分)泥石流是在雨季由于暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流,它的面積、體積和流量都較大。泥石流流動(dòng)的全過程雖然只有很短時(shí)間,但由于其高速前進(jìn),具有強(qiáng)大的能量,因而破壞性極大。某課題小組對泥石流的威力進(jìn)行了模擬研究,他們設(shè)計(jì)了如下的模型:在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=5kg的物體,讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng),推力F隨位移變化如圖所示,已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.6,g=10m/s2。
(1)物體在運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為多少?
(2)在距出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)處,物體的速度達(dá)到最大?
(3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(14分)一水平傳送帶以4m/s的速度逆時(shí)針傳送,水平部分長L=6m,其左端與一傾角為θ=300的光滑斜面平滑相連,斜面足夠長,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊無初速度地放在傳送帶最右端,已知物塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g=10m/s2。求物塊從放到傳送帶上到第一次滑回傳送帶最遠(yuǎn)端所用的時(shí)間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(13分)如圖所示,質(zhì)量為2kg的物體放在水平地板上,在F1=4N的水平拉力作用下,沿地板恰好能勻速運(yùn)動(dòng).若改用F2=10N的力沿水平方向拉此物體使它由靜止開始運(yùn)動(dòng),求:
(1)此物體的加速度;
(2)F2作用4s時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的速度大小.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,m =4kg的小球掛在小車后壁上,細(xì)線與豎直方向成37°角。(sin37°=0.6,cos37°="0.8," g=10m/s2)求:
(1)小車以a=g向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線對小球的拉力F1和后壁對小球的壓力F2各多大?
(2)小車以a=2g向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),細(xì)線對小球的拉力F1和后壁對小球的壓力F2各多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(14分)如圖所示,A球從傾角θ=300的光滑斜面上某點(diǎn)由靜止開始滾下,然后進(jìn)入足夠長的光滑水平面上,經(jīng)M點(diǎn)時(shí)速度大小不發(fā)生變化,方向立刻變?yōu)樗较蜃蟆球從M點(diǎn)開始向左做直線運(yùn)動(dòng),試問:
①若A球從斜面上某一高處靜止?jié)L下,同時(shí)B球以v0="8" m/s向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),A球的高度滿足什么條件,A、B兩球能發(fā)生碰撞。
②若A球從斜面上N點(diǎn)靜止開始滾下,MN=" 10" m,B球同時(shí)從M點(diǎn)由靜止向左以加速度a="2" m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng),問:經(jīng)多長時(shí)間兩者相碰?(g="l0" m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖,斜面、水平軌道和半徑R=2.5m的豎直半圓組成光滑軌道,水平軌道與半圓的最低點(diǎn)相切,軌道固定在水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m=0.1kg的小球從水平地面上A點(diǎn)斜向上拋出,并在半圓軌道最高點(diǎn)D水平進(jìn)入軌道,然后沿斜面向上,達(dá)到最大高度h=6.25m。(不計(jì)空氣阻力,小球在經(jīng)過斜面與水平軌道連接處時(shí)不計(jì)能量損失。(g取10m/s2) 求
(1)小球拋出時(shí)的速度(角度可用三角函數(shù)表示)
(2)小球拋出點(diǎn)A到D的水平距離
(3)小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道最低點(diǎn)時(shí)球?qū)壍赖膲毫?/p>
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