（19分）如圖所示，豎直固定的光滑絕緣的直圓筒底部放置一場源A，其電荷量Q = ＋4×10－3 C，場源電荷A形成的電場中各點(diǎn)的電勢表達(dá)式為，其中k為靜電力恒量，r為空間某點(diǎn)到A的距離．有一個(gè)質(zhì)量為的帶正電小球B，B球與A球間的距離為a =" 0.4" m，此時(shí)小球B處于平衡狀態(tài)，且小球B在場源A形成的電場中具有的電勢能表達(dá)式為，其中r為q與Q之間的距離．有一質(zhì)量也為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H =" 0.8" m處自由下落，落在小球B上立刻與小球B粘在一起向下運(yùn)動，它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動，它們向上運(yùn)動到達(dá)的最高點(diǎn)P．（取，），求：

（1）小球C與小球B碰撞后的速度為多少？
（2）小球B的帶電量q為多少？
（3）P點(diǎn)與小球A之間的距離為多大？
（4）當(dāng)小球B和C一起向下運(yùn)動與場源A距離多遠(yuǎn)時(shí)，其速度最大？速度的最大值為多少？

（1） （2） （3） （4），

解析試題分析:（1）小球C自由下落H距離的速度            （2分）
小球C與小球B發(fā)生碰撞，由動量守恒定律得：，所以 （2分）
（2）小球B在碰撞前處于平衡狀態(tài)，對B球進(jìn)行受力分析知：
， 代入數(shù)據(jù)得：          （2分）
（3）C和B向下運(yùn)動到最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動到P點(diǎn)，運(yùn)動過程中系統(tǒng)能量守恒，設(shè)P與A之間的距離為，由能量守恒定律得：
      （4分）
代入數(shù)據(jù)得： （或）          （2分）
（4）當(dāng)C和B向下運(yùn)動的速度最大時(shí)，與A之間的距離為，對C和B整體進(jìn)行受力分析有：
，代入數(shù)據(jù)有： （或） （3分）
由能量守恒定律得： （3分）
代入數(shù)據(jù)得：（或）            （1分）
考點(diǎn)：本題考查了勻變速直線運(yùn)動規(guī)律，平衡條件，系統(tǒng)能量守恒定律和能量守恒定律。

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(jì)算題

（12分）汽車以=10m/s的速度在水平路面上勻速運(yùn)動，剎車后經(jīng)2s速度變?yōu)?m/s，求：
（1）剎車后2s內(nèi)前進(jìn)的距離和剎車過程中的加速度大小。
（2）剎車后8s內(nèi)前進(jìn)的距離。

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（12分）如圖所示，質(zhì)量為2.0kg的木塊放在水平桌面上的A點(diǎn)，受到一瞬時(shí)沖量后以某一速度在桌面上沿直線向右運(yùn)動，運(yùn)動到桌邊B點(diǎn)后水平滑出落在水平地面C點(diǎn)。已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.20，桌面距離水平地面的高度為1.25m，A、B兩點(diǎn)的距離為4.0m， B、C兩點(diǎn)間的水平距離為1.5m，g=10m/s2。不計(jì)空氣阻力，求：

（1）滑動摩擦力對木塊做功是多少；
（2）木塊在A點(diǎn)時(shí)的動能；
（3）木塊運(yùn)動的總時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）為了安全，公路上行駛的汽車間應(yīng)保持必要的距離。某市規(guī)定，車輛在市區(qū)內(nèi)行駛的速度不得超過40km/h。有一輛車發(fā)現(xiàn)前面25m處發(fā)生交通事故緊急剎車，緊急剎車產(chǎn)生的加速度為5m/s2，反應(yīng)時(shí)間為t=0.5s。經(jīng)測量，路面剎車痕跡為S=14.4m。該汽車是否違章駕駛？是否會有安全問題？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示為某輛汽車制動過程的頻閃照片，汽車勻速運(yùn)動到A位置時(shí)照相機(jī)開始拍照，以后汽車沿直線向右運(yùn)動的過程中，照相機(jī)每隔0.5 s拍照一次，且汽車到達(dá)B位置時(shí)開始制動．仔細(xì)觀察頻閃照片，求：

(1) 汽車勻速運(yùn)動時(shí)的速度大小；
(2) 汽車制動過程的加速度大小；
(3) 汽車從開始制動到靜止所運(yùn)動的距離．( 保留三位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）一輛汽車以72km/h的速度在平直公路上行駛，現(xiàn)因故緊急剎車，已知汽車剎車過程中加速度的大小為5m/s2，求
（1）汽車剎車3s末和5s末的速度
（2）汽車從開始剎車到6s末所通過的位移

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（8分）如圖所示為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在航母的飛行甲板上快速停止的原理示意圖．飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止。設(shè)飛機(jī)著艦時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置，經(jīng)過圖示位置時(shí)開始沿水平方向做勻減速直線運(yùn)動，經(jīng)過時(shí)間t后速度減小到零。在圖示位置時(shí)阻攔索與兩個(gè)定滑輪（大小不計(jì)）連線的夾角為θ1，速度減小到零時(shí)阻攔索與兩個(gè)定滑輪連線的夾角為θ2，已知飛機(jī)的質(zhì)量為m，飛機(jī)受到甲板和空氣的阻力為恒力f，兩個(gè)定滑輪之間的距離為L。求圖示位置阻攔索的張力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在足夠大的粗糙水平面上，有一直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)原點(diǎn)處有一物體，質(zhì)量m＝5kg，物體和水平面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.08，物體受到沿坐標(biāo)軸的三個(gè)恒力F1、F2、F3的作用而靜止于水平面.其中F1＝3N，方向沿x軸正方向；F2＝4N，方向沿y軸負(fù)方向；F3沿x軸負(fù)方向，大小未知，從t＝0時(shí)刻起，F(xiàn)1停止作用，到第2秒末，F(xiàn)1再恢復(fù)作用，同時(shí)F2停止作用.物體與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度的大小g＝10m/s2.

（1）判斷F3的大小是否一定等于3N；（要求有必要的計(jì)算推理過程.）
（2）求物體靜止時(shí)受到的摩擦力的大小和方向；
（3）求第2s末物體速度的大��；
（4）求第4s末物體所處的位置坐標(biāo)；

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，足夠長的斜面傾角?=370，一物體以v0=24m/s的初速度從斜面上A點(diǎn)處沿斜面向上運(yùn)動；加速度大小為a=8m/s2，g取10m/s2．求：

（1）物體沿斜面上滑的最大距離x；
（2）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）物體從A點(diǎn)出發(fā)需經(jīng)多少時(shí)間才能回到A處．

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同步練習(xí)冊答案