分析 (1)電子在0~τ時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng),在τ~2τ時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動(dòng),后反向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),電子不能到達(dá)極板A的條件為電子運(yùn)動(dòng)位移之和小于板間距離
(2)電子2n~(2n+1)τ時(shí)間內(nèi)向下勻加速直線運(yùn)動(dòng),在(2n+1)~2(n+1)τ時(shí)間內(nèi)做向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),求出一個(gè)電壓變化周期內(nèi)電子速度的增量,再求任意時(shí)間電子的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律
(3)電子在第N個(gè)周期內(nèi)的位移是在2(N-1)τ~(2N-1)τ時(shí)間內(nèi)的位移與電子在(2N-1)τ~2Nτ時(shí)間內(nèi)的位移的矢量和,求出表達(dá)式,利用位移為零得到k的表達(dá)式
解答 解:(1)先勻加速運(yùn)動(dòng)具有${a}_{1}^{\;}=\frac{{F}_{0}^{\;}}{m}$,再勻減速運(yùn)動(dòng),具有${a}_{2}^{\;}=-\frac{k{F}_{0}^{\;}}{m}=-\frac{2{F}_{0}^{\;}}{m}$.
在$0-\frac{3}{2}T$內(nèi)正向運(yùn)動(dòng),有$x=\frac{{a}_{1}^{\;}T}{2}×\frac{3T}{2}<d$,
故$d>\frac{3{F}_{0}^{\;}{T}_{\;}^{2}}{4m}$
(2)在199T--200T的過(guò)程中,未到達(dá)A板,有100T加速度為${a}_{1}^{\;}$,99T加速度為${a}_{2}^{\;}$.(t-199T)加速度${a}_{2}^{\;}$.
$v=100T{a}_{1}^{\;}+99T{a}_{2}^{\;}+(t-199T){a}_{2}^{\;}$,其中${a}_{1}^{\;}=\frac{{F}_{0}^{\;}}{m}$,${a}_{2}^{\;}=-\frac{k{F}_{0}^{\;}}{m}$,
代入解得$v=(1+k)\frac{100{F}_{0}^{\;}}{m}T-\frac{k{F}_{0}^{\;}}{m}t$
(3)第N個(gè)周期初速度為${v}_{0}^{\;}$,則${v}_{0}^{\;}=(N-1){a}_{1}^{\;}T+(N-1){a}_{2}^{\;}T$,前半個(gè)周期位移
${x}_{1}^{\;}={v}_{0}^{\;}T+\frac{1}{2}{a}_{1}^{\;}{T}_{\;}^{2}$,后半個(gè)周期位移${x}_{2}^{\;}=({v}_{0}^{\;}+{a}_{1}^{\;}T)T+\frac{1}{2}{a}_{2}^{\;}{T}_{\;}^{2}$.而${x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}=0$
代入解得$k=\frac{4N-1}{4N-3}$
答:(1)若k=2,小球在0-2T時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)板A,求應(yīng)滿足的條件$d>\frac{3{F}_{0}^{\;}{T}_{\;}^{2}}{4m}$;
(2)若小球在0-200T時(shí)間內(nèi)未碰到板B,199T-200T過(guò)程中小球速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系$v=(1+k)\frac{100{F}_{0}^{\;}}{m}T-\frac{k{F}_{0}^{\;}}{m}t$;
(3)若小球在第N個(gè)周期內(nèi)的位移為零,k的值$\frac{4N-1}{4N-3}$
點(diǎn)評(píng) 電子在交變電場(chǎng)中的變加速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是考察的熱點(diǎn),重要的是分析清楚電子的運(yùn)動(dòng)情景,同時(shí)這種問(wèn)題運(yùn)算量較大,過(guò)程較為復(fù)雜,給學(xué)生造成較大的難度.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 力的產(chǎn)生離不開(kāi)施力物體,但可以沒(méi)有受力物體 | |
B. | 沒(méi)有施力物體和受力物體,力照樣可以獨(dú)立存在 | |
C. | 力不能離開(kāi)施力物體和受力物體而獨(dú)立存在 | |
D. | 以上說(shuō)法都不正確 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等 | |
B. | a、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同 | |
C. | 負(fù)試探電荷由c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)電勢(shì)能降低 | |
D. | 將正試探電荷由c點(diǎn)移到d點(diǎn)電場(chǎng)力做功為零 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 小球所受的電場(chǎng)力一定大于重力 | |
B. | 小球的動(dòng)能、電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和保持不變 | |
C. | 小球的機(jī)械能保持不變 | |
D. | 小球的動(dòng)能一定減小 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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