如圖所示，三塊平行金屬板豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，并與車上電池連接，小車(包括裝置)的總質(zhì)量為M，A、B板和B、C板間的距離均為L，金屬板B、C上開有小孔，兩小孔的連線沿水平方向且垂直于三塊金屬塊，整個(gè)裝置靜止在光滑的水平面上．已知電池G的電動(dòng)勢為U1，電池H的電動(dòng)勢為U2．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球以初速度v0沿兩孔連線方向射入小車(設(shè)帶電小球不影響板間電場)．求：

(1)小球由C板到B板的過程中，小球和小車(包括裝置)組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加多少？

(2)為使小球不打到A板上，電池H的電動(dòng)勢U2應(yīng)滿足什么條件？

答案：
解析：

解析：(1)小球由C板到B板的過程中，電場力做正功，電勢能減少qU1，由能量守恒，系統(tǒng)增加的機(jī)械能ΔE=qU1．

　　(2)從情景看，小球未碰A前與車有向左的共同速度v，由動(dòng)量守恒：mv0＝(M＋m)v  ①

　　從能的轉(zhuǎn)化與守恒看，應(yīng)滿足：

　　mv02＋qU1＜(M＋m)v2＋qv2                                            ②

　　由①②得，U2＞U1＋

　　答案：(1)qU1    (2)U2＞U1＋

　　小結(jié)：重力勢能、電勢能均屬于系統(tǒng)共有的能量，故②中，不等式兩邊的能量分別對應(yīng)始末狀態(tài)系統(tǒng)的總能量．掌握它，可使分析過程簡化．

　　引申：為使小球打到A板上，可采取哪些措施?

　　解析：設(shè)小球接觸A板前的速度為v1，小車的速度為v2，由能量守恒，有mv02＋qU1＝mv12＋Mv22＋qU2．

　　要小球打在A板上，有v1＞v2，

　　即滿足：mv02＋qU1＞(M＋m)v22＋qU2．

　　可增加小球初動(dòng)能和G的電動(dòng)勢U1，減小H的電動(dòng)勢U2．

 


提示：


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，三塊平行金屬板豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，A、B板，B、C板間距離均為L，并分別與電動(dòng)勢為ε1和ε2的電池相連，金屬板B、C下端開有小孔，兩孔的連線沿水平方向垂直于三塊金屬板，整個(gè)裝置的總質(zhì)量為M，并靜止在光滑水平面上．現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球以初速度v0沿兩孔連線方向從C板射入小車（設(shè)帶電小球不影響板間電場）．
（1）小球由C板向B板運(yùn)動(dòng)過程中，小球和小車各做什么運(yùn)動(dòng)？
（2）證明小球由C板運(yùn)動(dòng)到B板的過程中，電場對小球和小車組成的系統(tǒng)所做功為qε1．
（3）為使小球不打到A板上，電動(dòng)勢ε2應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，三塊平行金屬板豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，并與車內(nèi)的電池連接，小車的總質(zhì)量為Ｍ，Ａ、Ｂ板，Ｂ、Ｃ板間距均為Ｌ，金屬扳Ｂ、Ｃ上，開有小孔，兩小孔的連線沿水平方向且垂直于三塊金屬板，整個(gè)裝置靜止在光滑水平面上，已知車內(nèi)電池Ｇ的電動(dòng)勢為Ｅ１，電池Ｈ的電動(dòng)勢為Ｅ２，現(xiàn)有一質(zhì)量為ｍ，帶電量為＋ｑ的小球以初速度ｖ０沿兩孔連線方向射入小車（設(shè)帶電小球不影響板間電場）．                       

（1）小球進(jìn)入小車中由Ｃ板向Ｂ板運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球和小車各做什么運(yùn)動(dòng)?

（2）證明小球由Ｃ板到Ｂ板的過程中，電場力對球和小車組成的系統(tǒng)做功為ｑＥ１；

（3）為使小球不打到Ａ板上，電池Ｈ的電動(dòng)勢Ｅ２應(yīng)滿足什么條件?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，三塊平行金屬板豎直固定在絕緣小車上，并與車內(nèi)電池連接，小車總質(zhì)量為M，靜止在光滑水平面上，金屬板B、C中間開有小孔，兩孔在同一水平線上，已知車內(nèi)電池G的電動(dòng)勢為 E1 ，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子(不計(jì)重力)，以初速 ，水平射入C板小孔，它穿過B板小孔后繼續(xù)向A板運(yùn)動(dòng)。

    ①為使粒子不至打到A板上，電池H的電動(dòng)勢 E2 應(yīng)滿足什么條件?

    ②若A、B、C間隔均為d，滿足上面條件的電池H的電動(dòng)勢用 E2 表示，則當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)后，其速度大小具有最小值時(shí)，帶電粒子離B板的距離是多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，三塊平行金屬板豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，A、B板，B、C板間距離均為L，并分別與電動(dòng)勢為E1和E2的電池相連，金屬板B、C下端開有小孔，兩孔的連線沿水平方向垂直于三塊金屬板，整個(gè)裝置的總質(zhì)量為M，并靜止在光滑水平面上�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球以初速度v0沿兩孔連線方向從C板射入小車(設(shè)帶電小球不影響板間電場)。

(1)小球由C板向B板運(yùn)動(dòng)過程中，小球和小車各做什么運(yùn)動(dòng)?

(2)證明小球由C板運(yùn)動(dòng)到B板的過程中，電場對小球和小車組成的系統(tǒng)所做功為qε1。

(3)為使小球不打到A板上，電動(dòng)勢ε2應(yīng)滿足什么條件?

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科目：高中物理 來源：2008年廣東省廣州市高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示，三塊平行金屬板豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，A、B板，B、C板間距離均為L，并分別與電動(dòng)勢為ε1和ε2的電池相連，金屬板B、C下端開有小孔，兩孔的連線沿水平方向垂直于三塊金屬板，整個(gè)裝置的總質(zhì)量為M，并靜止在光滑水平面上．現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球以初速度v沿兩孔連線方向從C板射入小車（設(shè)帶電小球不影響板間電場）．
（1）小球由C板向B板運(yùn)動(dòng)過程中，小球和小車各做什么運(yùn)動(dòng)？
（2）證明小球由C板運(yùn)動(dòng)到B板的過程中，電場對小球和小車組成的系統(tǒng)所做功為qε1．
（3）為使小球不打到A板上，電動(dòng)勢ε2應(yīng)滿足什么條件？

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