如圖所示,一對帶電平行金屬板A、B與豎直方向成30°角放置.B板中心有一小孔正好位于平面直角坐標(biāo)系 xOy上的O點(diǎn),y軸沿豎直方向.一比荷為1.0×105C/kg的帶正電粒子P從A板中心O′處靜止釋放后沿做勻加速直線運(yùn)動,以速度vo=104m/s,方向與x軸正方向夾30°角從O點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場,電場僅分布在軸的下方,場強(qiáng)大V/m,方向與x軸正方向成60°角斜向上,粒子的重力不計.試求:
(1)AB兩板間的電勢差:
(2)粒子P離開電場時的坐標(biāo);
(3)若在P進(jìn)入電場的同時,在電場中適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止釋放另一與P完全相同的帶電粒子Q,可使兩粒子在離開電場前相遇.求所有滿足條件的釋放點(diǎn)的集合(不計兩粒子之間的相互作用力).
(1)500V;(2) (1,0) (3) 且m
解析試題分析:(1)由動能定理
可得
(2)粒子P在進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動,設(shè)離開電場時距O距離為L,如圖所示,
則
解得 L=1m 所以P離開電場時的坐標(biāo)為(1,0)
(3)由于粒子Q與P完全相同,所以只需在P進(jìn)入電場時速度方向的直線上的OM范圍內(nèi)任一點(diǎn)釋放粒子Q,可保證兩者在離開電場前相碰,所在的直線方程為
m
故M的橫坐標(biāo)為 m
所以所有滿足條件的釋放點(diǎn)的集合為 且m
考點(diǎn):帶電粒子在電場中的運(yùn)動;動能定理。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,在高臺跳水比賽中,質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動,設(shè)水對他的阻力大小恒為f,那么在他減速下降h的過程中,下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?br />
A.他的動能減少了fh | B.他的重力勢能減少了mgh |
C.他的機(jī)械能減少了fh | D.他的機(jī)械能減少了(f-mg)h |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
如圖所示,勻強(qiáng)電場分布在正方形ABCD區(qū)域內(nèi),M、N分別為AB邊和BC邊的中點(diǎn)。一個具有初動能E0的帶電粒子射入電場(沿紙面運(yùn)動)。如果帶電粒子從M點(diǎn)垂直于電場方向進(jìn)入電場后,恰好從D點(diǎn)離開電場。帶電粒子從D點(diǎn)離開電場時的動能為________;如果帶電粒子從N點(diǎn)垂直于BC邊方向射入電場,它離開電場時的動能為__________。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
運(yùn)動員駕駛摩托車做騰躍特技表演是一種刺激性很強(qiáng)的運(yùn)動項目。如下圖所示,運(yùn)動員駕駛摩托車的在AB段加速,到B點(diǎn)時速度為v0=20m/s,之后以恒定功率P=1.8kW沖上曲面BCDE,經(jīng)t=13s的時間到達(dá)E點(diǎn)時,關(guān)閉發(fā)動機(jī)后水平飛出。已知人和車的總質(zhì)量m="180" kg,坡頂高度h=5m,落地點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離x=16m,重力加速度g=10m/s2。求摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做的功。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在游樂節(jié)目中,選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上,如圖所示。我們將選手簡化為質(zhì)量m=50kg的質(zhì)點(diǎn),選手抓住繩由靜止開始擺動,此時繩與豎直方向夾角=,繩長l=2m,繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H=3m。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量,浮臺露出水面的高度不計,水足夠深。(取重力加速度,,)
(1)求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時繩子對選手拉力的大小F;
(2)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時松手,落到了浮臺上,試用題中所提供的數(shù)據(jù)算出落點(diǎn)與岸的水平距離;
(3)選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時松手落入水中。設(shè)水對選手的平均浮力,平均阻力,求選手落入水中的深度。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(13分)如圖所示,邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd,質(zhì)量為m、電阻為R,垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)挾葹镠(H>L),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 線框豎直上拋,線框ab邊向上離開磁場時的速率是進(jìn)入磁場時速率的一半,線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進(jìn)入磁場.不計空氣阻力,整個運(yùn)動過程中線框不轉(zhuǎn)動.求線框向上
(1)ab邊離開磁場時的速率;
(2)通過磁場過程中安培力所做的功;
(3)完全進(jìn)入磁場過程中所通過橫截面的電荷量.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,兩根足夠長相距為L的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角53°,導(dǎo)軌處在豎直向上的有界勻強(qiáng)磁場中,有界勻強(qiáng)磁場的寬度,導(dǎo)軌上端連一阻值R=1Ω的電阻。質(zhì)量m=1kg、電阻r=1Ω的細(xì)金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上,開始時與磁場上邊界距離,現(xiàn)將棒ab由靜止釋放,棒ab剛進(jìn)入磁場時恰好做勻速運(yùn)動。棒ab在下滑過程中與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌光滑且電阻不計,取重力加速度g = 10m/s2。求:
(1)棒ab剛進(jìn)入磁場時的速度v;
(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(3)棒ab穿過過磁場的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q 。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M = 2kg,長L = 0.84m的長木板C;離板左端S = 0.12m處靜止放置質(zhì)量mA =1kg的小物塊A,A與C間的動摩擦因數(shù)μ = 0.4;在板右端靜止放置質(zhì)量mB = 1kg的小物塊B,B與C間的摩擦忽略不計.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,A、B均可視為質(zhì)點(diǎn),g = 10m/s2.現(xiàn)在木板上加一水平向右的力F,問:
(1)當(dāng)F = 9N時,小物塊A的加速度為多大?
(2)若F足夠大,則A與B碰撞之前運(yùn)動的最短時間是多少?
(3)若在A與B發(fā)生彈性碰撞時撤去力F,A最終能滑出C,則F的取值范圍是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,摩托車做特技表演時,以v0=10.0m/s的初速度沖向高臺,然后從高臺水平飛出。若摩托車沖向高臺的過程以P=4.0kw的額定功率行駛,沖到高臺上所用時間t=3.0s,人和車的總質(zhì)量 kg,臺高h(yuǎn)=5.0m,摩托車的落地點(diǎn)到高臺的水平距離x=10.0m。不計空氣阻力,取。求:
(1)摩托車從高臺飛出到落地所用時間;
(2)摩托車落地時速度的大;
(3)摩托車沖上高臺過程中克服阻力所做的功。
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