如圖,水平光滑絕緣軌道MN的左端有一固定絕緣擋板,軌道所在空間存在水平向左、E=4×102N/C的勻強電場.一個質(zhì)量m=0.2kg、帶電荷量q=5.0×10-5C的滑塊(可視為質(zhì)點),從軌道上與擋板相距x1=0.2m的P點由靜止釋放,滑塊在電場力作用下向左做勻加速直線運動.當滑塊與擋板碰撞后滑塊沿軌道向右做勻減速直線運動,運動到與擋板相距x2=0.1m的Q點,滑塊第一次速度減為零.若滑塊在運動過程中,電荷量始終保持不變,求:
(1)滑塊由靜止釋放時的加速度大小a;
(2)滑塊從P點第一次達到擋板時的速度大小v;
(3)滑塊與擋板第一次碰撞的過程中損失的機械能△E.
分析:(1)光滑絕緣的軌道沒有摩擦力,滑塊水平方向只受電場力作用,根據(jù)牛頓第二定律可以求出加速度的大小;
(2)對向左加速過程運用動能定理列式求解即可;
(3)根據(jù)功能關(guān)系,與擋板碰撞過程中損失的機械能等于電場力作P到Q對滑塊所做的功.
解答:解:(1)設(shè)滑塊沿軌道向左做勻加速運動的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有:
qE=ma                      
代入數(shù)據(jù)得:a=
qE
m
=
5×10-5×4×102
0.2
=0.1m/s2.      
(2)滑塊從P點運動到擋板處的過程中,由動能定理有:
qEx1=
1
2
mv2
代入數(shù)據(jù)有:v=
2qEx1
m
=
2×5×10-5×4×102×0.2
0.2
=0.2m/s
(3)滑塊第一次與擋板碰撞過程中損失的機械能等于滑塊由P點運動到Q點過程中電場力所做的功,即:
△E=qE(x1-x2)=2×10-3J.
答:(1)滑塊由靜止釋放時的加速度大小a為0.1m/s2;(2)滑塊從P點第一次達到擋板時的速度大小為0.2m/s;
(3)滑塊與擋板第一次碰撞的過程中損失的機械能△E為2×10-3J.
點評:本題運用功能關(guān)系求解分析滑塊與擋板碰撞所損失的機械能△E,也可以根據(jù)動能定理分過程求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為0.2Kg的物體帶電量為1×10-3C,從半徑為0.45m的光滑的1/4圓弧的絕緣滑軌上端由靜止下滑到底端,然后繼續(xù)沿水平面滑動.
(1)求物體滑到A點時的速度大。
(2)若在OA的右側(cè)區(qū)域存在豎直向下的勻強電場,場強E=103N/C,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,求物體在水平面上滑行的最大距離.
(3)若在OA的右側(cè)區(qū)域存在水平向左的勻強電場,場強E=103N/C,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,求物體在水平面上滑行的路程.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R的絕緣光滑槽軌.槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B.有一個質(zhì)量m,帶正電量為q的小球在水平軌道上向右運動.恰好能通過最高點,下列正確的是( 。

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(2011?安徽模擬)如圖所示,在E=1×103V/m的豎直勻強電場中,有一光滑的半圓形絕緣軌QPN與一水平絕緣軌道MN連接,半圓形軌道平面與電場線平行,P為QN圓弧的中點,其半徑R=40cm,一帶正電q=10-4C的小滑塊質(zhì)量m=10g,與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.15,位于N點右側(cè)1.5m處,取g=10m/s2,求:
(1)要使小滑塊恰能運動到圓軌道的最高點Q,則滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運動?
(2)這樣運動的滑塊通過P點時對軌道的壓力是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑槽軌.槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.50T.有一個質(zhì)量m=0.10g,帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在水平軌道上向右運動.若小球恰好能通過最高點,重力加速度g=10m/s2.試求:
(1)小球在最高點所受的洛倫茲力F;
(2)小球的初速度v0

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2007?湖北模擬)如圖所示,一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑槽軌.槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.50T.有一個質(zhì)量m=0.10g,帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在水平軌道上向右運動.若小球恰好能通過最高點,則下列說法正確的是( 。

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