【題目】在一個水平面上建立x軸,在過原點(diǎn)O右側(cè)空間有一個勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小E6×105N/C,方向與x軸正方向相同,在O處放一個電荷量q5×108C、質(zhì)量m0.010 kg的帶負(fù)電絕緣物塊.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ0.1,沿x軸正方向給物塊一個初速度v02 m/s,如圖所示,求:(g10 m/s2)

(1)物塊最終停止時的位置;

(2)物塊在電場中運(yùn)動過程的機(jī)械能增量.

【答案】1O左側(cè)0.2m處(2

【解析】

試題(1)物塊先向右做勻減速直線運(yùn)動到零,然后返回做勻加速直線運(yùn)動,離開電場后再做勻減速運(yùn)動直到停止.根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式以及動能定理求出物塊最終停在的位置.

2)知道電勢能也是機(jī)械能,所以電場力做功不改變物體的機(jī)械能,即滑動摩擦力做功改變物體的機(jī)械能.

解析 (1)第一個過程:物塊向右做勻減速運(yùn)動到速度為零.

物體受到的摩擦力為:Ff=μmg ①

物體受到的電場力為F=qE ②

由牛頓第二定律得Ff+F=ma ③

由運(yùn)動學(xué)公式得2as1=v2

聯(lián)立①②③④代入數(shù)據(jù)解得:s1="0.4" m

第二個過程:物塊向左做勻加速運(yùn)動,

離開電場后再做勻減速運(yùn)動直到停止.

由動能定理得:Fs1﹣Ffs1+s2=0

解得s2="0.2" m

所以物塊停止在原點(diǎn)O左側(cè)0.2 m處.

2)物塊在電場中運(yùn)動過程中,滑動摩擦力做功使物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能增量就等于滑動摩擦力做的功,

△E=Wf=﹣μmg2s1=﹣0.2×0.01×10×0.8J=﹣0.016J

答:

1)物塊最終停止時的位置在原點(diǎn)O左側(cè)0.2m處;

2)物塊在電場中運(yùn)動過程的機(jī)械能增量為﹣0.016J

練習(xí)冊系列答案
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【題目】下面關(guān)于光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用正確的是( )

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(1)t=0時,哪輛車在前?甲、乙之間沿公路方向的間距是多少?

(2)兩車另一次并排行駛的時刻是多少?

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【題目】質(zhì)量為m=0.5kg、長L=1m的平板車B靜止在光滑水平面上.某時刻質(zhì)量M=1kg的物體A(視為質(zhì)點(diǎn))以v0=4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面,在A滑上B的同時,給B施加一個水平向右的拉力.已知AB之間的動摩擦因數(shù)=0.2,取重力加速度g=10m/s2.試求:

1)若F=5N,物體A在小車上運(yùn)動時相對小車滑行的最大距離;

2)如果要使A不至于從B上滑落,拉力F大小應(yīng)滿足的條件.

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【題目】如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地,靜電計(jì)所帶電荷量很少,可被忽略。一帶負(fù)電油滴被固定于電容器中的P點(diǎn),F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離,則靜電計(jì)指針張角如何變化_______,帶電油滴的電勢能將如何變化_______,若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開,再將下極板向下移動一小段距離,則帶電油滴所受電場力_______。(填變大、變小或不變)

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【題目】某同學(xué)用圖a的裝置完成探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:

A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組數(shù)據(jù)(x,F)對應(yīng)的點(diǎn),作出F—x圖線

B.記下彈簧不掛鉤碼時,其下端在刻度尺上的刻度L0

C.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4……鉤碼,并分別記下鉤碼靜止時,彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼

D.將鐵架臺固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一刻度尺

(1)實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序?yàn)椋?/span>____________________________

(2)若他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖(b)所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線.由此圖線可得該彈簧的原長x0____________cm,勁度系數(shù)k________N/m

(3)他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤,當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖(c)所示時,該彈簧的伸長量x________________cm

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【題目】如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距為L,左側(cè)接一阻值為R的電阻。矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長度的電阻為r0,導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì),且ac=bd=x1。一質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬棒受到一個水平拉力作用,從磁場的左邊界由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動,加速度大小為a。棒運(yùn)動到cd處撤去外力,棒在運(yùn)動到磁場右邊界ef處恰好靜止。求:

1)金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨位移x(相對b點(diǎn))的表達(dá)式;

2)試求撤去外力后在區(qū)域cdfe內(nèi)切割磁感線時棒的速度v隨位移x(相對d點(diǎn))的變化規(guī)律以及df的長度x2應(yīng)滿足什么條件。

3)金屬棒在整個運(yùn)動過程中電阻R的最大電流值和最小值。

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【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時,小車及鉤碼的質(zhì)量用M表示,砂桶及砂的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶計(jì)算出。

1往砂桶中加入一定量的砂子,當(dāng)Mm的大小關(guān)系滿足_______時,可近似認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于砂桶和砂的重力;在釋放小車________(填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源,在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。

2在平衡摩擦力后,用打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶的一段如圖所示,該紙帶上相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)未標(biāo)出,所用交流電的頻率是50Hz,則小車的加速度大小是______m/s2,當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時器打E點(diǎn)時小車的速度大小是_______m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

3我的死黨用同一裝置做實(shí)驗(yàn),我倆在同一坐標(biāo)系中畫出了a-F關(guān)系圖如圖所示,我們做實(shí)驗(yàn),哪一個物理量是不同的_________。

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【題目】圖(a)為一列波在t=2s時的波形圖,圖(b)為媒質(zhì)是平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖象,P是平衡位置為x=2m的質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是

A. 波速為0.5m/s

B. 波的傳播方向向右

C. 0-2s時間內(nèi),P運(yùn)動的路程為8cm

D. 0-2s時間內(nèi),Py軸正方向運(yùn)動

E. 當(dāng)t=7s時,P恰好回到平衡位置

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