【題目】如圖所示,A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板,相距為2l,分別帶有等量的負、正電荷,在兩板間形成電場強度大小為E的勻強電場,A板上有一小孔(它的存在對兩極板間的勻強電場分布的影響可忽略不計)�?椎南卵赜覀�(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道,一個質(zhì)量為m、電荷量q(q>0)的小球(可視為質(zhì)點),在外力作用下靜止在軌道的中點P處,孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道,軌道上距A板l處有一固定擋板,長為l的輕彈簧左端固定在擋板上,右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q,撤去外力釋放帶電小球,它將在電場力作用下由靜止開始向左運動,穿過小孔(不與金屬板A接觸)后與薄板Q一起壓縮彈簧,由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計,可認為小球與Q接觸過程中,不損失機械能,小球從接觸Q開始,經(jīng)歷時間,第一次把彈簧壓縮至最短,然后又被彈簧彈回,由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺,使得小球每次離開彈簧的瞬間,小球的電荷量都損失一部分,而變成該次剛與彈簧接觸時小球電荷量的(k大于1)

(1)求小球第一次接觸Q時的速度大��;

(2)假設(shè)小球被第n次彈回后向右運動的最遠處沒有到B板,試導(dǎo)出小球從第n次接觸Q到本次向右運動至最遠處的時間的表達式;

(3)假設(shè)小球經(jīng)若干次彈回后向右運動的最遠點恰好能到達B板,求小球從開始釋放至剛好到達B點經(jīng)歷的時間

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

試題分析:(1)設(shè)小球第一次接觸Q的速度為v,接觸Q前的加速度為a.

根據(jù)牛頓第二定律有

對于小球從靜止到與Q接觸前的過程,根據(jù)運動學(xué)公式有

聯(lián)立解得

(2)小球每次離開Q的速度大小相同,等于小球第一次與Q接觸時速度大小

設(shè)小球第n次離開Q向右做減速運動的加速度為,速度由v減為零

所需時間為,小球離開Q所帶電荷量為,則,聯(lián)立解得

小球從第n次接觸Q,到本次向右運動至最遠處的時間,

(3)設(shè)小球經(jīng)N次彈回后,恰好能到達B板,則

,所以,即

因第一次碰到Q板前的時間

從釋放到第一次返回向右至最遠處所用的時間為

從第一次返回向右的最遠處到第二次返回向右至最遠處所用時間為

從釋放到第N次返回向右至最遠處所用時間為

練習(xí)冊系列答案
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【題目】在測量電珠伏安特性實驗中,同學(xué)們連接的電路中有四個錯誤電路,如圖所示。電源內(nèi)阻不計,導(dǎo)線連接良好。若將滑動變阻器的觸頭置于左端,閉合S,在向右端滑動觸頭過程中,會分別出現(xiàn)如下四種現(xiàn)象:

a.電珠L不亮;電流表示數(shù)幾乎為零

b.電珠L亮度增加;電流表示數(shù)增大

c.電珠L開始不亮,后來忽然發(fā)光;電流表從示數(shù)不為零到線圈燒斷

d.電珠L不亮;電流表從示數(shù)增大到線圈燒斷

與上述a、b、cd四種現(xiàn)象對應(yīng)的電路序號為

A③①②④

B③④②①

C③①④②

D②①④③

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【題目】現(xiàn)要驗證當(dāng)質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比這一物理規(guī)律.給定的器材如下:一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面(如圖)、小車、計時器一個、米尺.請?zhí)钊脒m當(dāng)?shù)墓交蛭淖�,完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響):

小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2,記下所用的時間t

用米尺測量A1A2之間的距離s,則小車的加速度a=

用米尺測量A1相對于A2的高h.設(shè)小車所受重力為mg,則小車所受的合外力F=

改變 ,重復(fù)上述測量.

h為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖.如能得到一條過原點的直線,則可以驗證當(dāng)質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比這一規(guī)律.

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【題目】如圖是某自動加熱裝置的設(shè)計圖,將被加熱物體在地面小平臺上以一定的初速經(jīng)過位于豎直面內(nèi)的兩個四分之一圓弧銜接而成的軌道,從最高點P飛出進入加熱鍋內(nèi),利用來回運動使其均勻受熱.我們用質(zhì)量為m的小滑塊代替被加熱物體,借這套裝置來研究一些物理問題.設(shè)大小兩個四分之一圓弧的半徑分別為2RR,小平臺和圓弧均光滑.將過鍋底的縱截面看作是兩個斜面AB、CD和一段光滑圓弧BC組成,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25,且不隨溫度變化.兩斜面傾角均為θ=37°,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小擋板,鍋底位于圓弧形軌道所在的豎直平面內(nèi),碰撞不損失機械能.滑塊始終在同一個豎直平面內(nèi)運動,重力加速度為g.

(1)如果滑塊恰好能經(jīng)P點飛出,為了使滑塊恰好沿AB斜面進入鍋內(nèi),應(yīng)調(diào)節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點離地高為多少;

(2)接(1)問,求滑塊在鍋內(nèi)斜面上通過的總路程;

(3)對滑塊的不同初速度,求其通過最高點P和小圓弧最低點Q時受壓力之差的最小值.

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【題目】如圖所示的傳送帶,其水平部分ab的長度為2 m,傾斜部分bc的長度為4 m,bc與水平面的夾角為α=37°,將一小物塊A(可視為質(zhì)點)輕輕放于a端的傳送帶上,物塊A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25.傳送帶沿圖示方向以v=2 m/s的速度勻速運動,若物塊A始終未脫離傳送帶試求小物塊Aa端被傳送到c端所用的時間.(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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同步練習(xí)冊答案
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