如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長(zhǎng)的絕緣平板(左側(cè)有擋板)，整個(gè)空間有平行于平板向右、場(chǎng)強(qiáng)為E＝2 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在板上C點(diǎn)的左側(cè)有一個(gè)垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m＝4×10－3 kg、帶負(fù)電的小物塊，帶電量q＝10－7 C，從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始向左先做加速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體碰到左端擋板后被彈回、若在碰撞瞬間將電場(chǎng)改為豎直向下，大小不變，小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中恰做勻速運(yùn)動(dòng)，已知平板MC部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝5 m，物塊與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，求：

(1)小物塊向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功W1

(2)小物塊與左端擋板碰撞過(guò)程損失的機(jī)械能ΔE

(3)小物塊從與左檔板碰后到最終靜止所用時(shí)間t

(4)整個(gè)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q

答案：
解析：

　　(1)設(shè)小物塊向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為，由平衡條件有

　　�、�

　　設(shè)小物塊在向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功為W，由動(dòng)能定理有

　　�、�

　　由①②式解得　③

　　(2)設(shè)小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為，與右端擋板碰撞過(guò)程損失的機(jī)械能為△E，則有　④

　　�、�

　　由③④⑤式解得　⑥

　　(3)小物塊由M到C勻速運(yùn)動(dòng)，時(shí)間為　⑦

　　小物塊由C到靜止勻減速運(yùn)動(dòng)，代入數(shù)得�、�

　　時(shí)間為　⑨

　　總時(shí)間為�、�

　　(4)對(duì)全過(guò)程，由能量守恒定律有　

　　　

　　(或)

　　由⑤⑧式解得　

　　評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：①式2分，其余各1分，共14分


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，將兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷分別固定于A、B兩處，AB為兩點(diǎn)電荷的連線(xiàn)，MN為AB連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，交AB于O點(diǎn)，M、N距兩個(gè)點(diǎn)電荷較遠(yuǎn)，以下說(shuō)法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?宜昌模擬）如圖所示，光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN分隔成兩部分，左側(cè)空間存在一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小 E1=
mgq
右側(cè)空間有一長(zhǎng)為R=0.8m的絕緣輕繩，繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量m2=m的不帶電的小球B在豎直平面內(nèi)做順時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小vB=8m/s，小球B在最低點(diǎn)時(shí)與地面接觸但沒(méi)有彈力．在MN左側(cè)空間中有一個(gè)質(zhì)量為m1=m的帶正電的物體A，電荷量大小為q，在水平面上與MN界面水平間距為L(zhǎng)處由靜止釋放，恰好與運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)處的B發(fā)生正碰，并瞬間粘合成一個(gè)整體C，碰后瞬間在MN的右側(cè)空間立即加上一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E2=3E1（g=10m/s2）
（1）如果L=0.2m，求出整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小，及此時(shí)繩的拉力是物體重力的多少倍？
（2）當(dāng)L滿(mǎn)足什么條件時(shí)，整體C可以在豎直面內(nèi)做一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，虛線(xiàn)MN左側(cè)是水平正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，電場(chǎng)水平向右，磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；MN右側(cè)有豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中豎線(xiàn)，未標(biāo)方向），電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)電荷Q．一質(zhì)量為m，電荷量為q的點(diǎn)電荷，從MN左側(cè)的場(chǎng)區(qū)沿與電場(chǎng)線(xiàn)成θ角斜向上的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)MN上的A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)場(chǎng)區(qū)，恰好繞Q在豎直面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并穿過(guò)MN上的P點(diǎn)進(jìn)入左側(cè)場(chǎng)區(qū)．已知各電場(chǎng)之間無(wú)相互影響，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，靜電力常量為k．
（1）判斷電荷q的電性并求出MN左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E1；
（2）判斷Q的電性并求出起電荷量；
（3）求出電荷穿過(guò)P點(diǎn)剛進(jìn)入左側(cè)場(chǎng)區(qū)時(shí)加速度a的大小和方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，光滑絕緣水平面上方空間被豎直的與紙面垂直的平面MN分隔成兩部分，左側(cè)空間存在一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E1=mg/q，右側(cè)空間有一長(zhǎng)為R=0.8m輕質(zhì)絕緣細(xì)繩，繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量m2=m的不帶電的小球B正在與紙面平行的豎直面內(nèi)做順時(shí)針圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小vB=8m/s，B物體在最低點(diǎn)時(shí)與地面接觸但沒(méi)有相互作用力.在MN左側(cè)空間中有一個(gè)質(zhì)量為m1=m的帶正電的物體A，電量大小為q，在水平面上與MN平面水平間距為L時(shí)由靜止釋放，恰好能和B物體在B運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)處發(fā)生正碰，并瞬間成為一個(gè)整體C，碰后瞬間在MN的右側(cè)空間立即加上一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E2=3E1.如果L=0.2m，求出整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小，及此時(shí)繩拉力是物體重力的多少倍？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN分隔成兩部分，左側(cè)空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，右側(cè)空間有長(zhǎng)為R＝0.114m的絕緣輕繩，繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m小球B在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小vB＝10m/s（小球B在最低點(diǎn)時(shí)與地面接觸但無(wú)彈力）。在MN左側(cè)水平面上有一質(zhì)量也為m，帶電量為的小球A，某時(shí)刻在距MN平面L位置由靜止釋放，恰能與運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的B球發(fā)生正碰，并瞬間粘合成一個(gè)整體C。（取g＝10m/s2）

（1）如果L＝0.2m，求整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速率。（結(jié)果保留1位小數(shù)）

（2）在（1）條件下，整體C在最高點(diǎn)時(shí)受到細(xì)繩的拉力是小球B重力的多少倍？（結(jié)果取整數(shù)）

（3）若碰后瞬間在MN的右側(cè)空間立即加上一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，當(dāng)L滿(mǎn)足什么條件時(shí)，整體C可在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。（結(jié)果保留1位小數(shù)）

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