【題目】如圖（a），磁鐵A、B的同名磁極相對(duì)放置，置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端，B的質(zhì)量m=0．5kg，可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)。將B在A附近某一位置由靜止釋放，由于能量守恒，可通過測(cè)量B在不同位置處的速度，得到B的勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律，見圖（c）中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高，使其與水平面成一定角度（如圖（b）所示），則B的總勢(shì)能曲線如圖（c）中II所示，將B在x=20.0cm處由靜止釋放，求：（解答時(shí)必須寫出必要的推斷說明。取g=10m/s2）

(1)B在運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能最大的位置；

(2)運(yùn)動(dòng)過程中B的最大速度和最大位移。

(3)圖（c）中直線III為曲線II的漸近線，斜率（J/m）求導(dǎo)軌的傾角。

【答案】(1)x=6.1cm；(2)vmax=1.31m/s；18.0cm (3)

【解析】

由于運(yùn)動(dòng)中總能量守恒，因此在勢(shì)能最小處動(dòng)能最大，由圖象得最小勢(shì)能為0.47 J，則最大動(dòng)能為總能量減去最小勢(shì)能，從圖線中得到有用信息。

（1）勢(shì)能最小處動(dòng)能最大，由圖線II得：x=6.1cm

（2）由圖讀得釋放處勢(shì)能EP=0.90J，此即B的總能量。出于運(yùn)動(dòng)中總能量守恒，因此在勢(shì)能最小處動(dòng)能最大，由圖像得最小勢(shì)能為0.47J，則最大動(dòng)能為EKm=0.90-0.47=0.43J

最大速度為

x=20.0 cm處的總能量為0．90J，最大位移由E=0.90J的水平直線與曲線II的左側(cè)交點(diǎn)確定,由圖中讀出交點(diǎn)位置為x=2.0cm，因此，最大位移△x=20.0-2.0=18.0cm

（3）漸近線III表示B的重力勢(shì)能隨位置變化關(guān)系，即EPg=mgxsinθ=kx

所以：

由直線斜率斜率

解得：θ=60°

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究碰撞過程中不變量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲：在粗糙的長(zhǎng)木板上，小車A的前端裝上撞針，給小車A某一初速度，使之向左勻速運(yùn)動(dòng)，并與原來靜止在前方的小車B（后端粘有橡皮泥，橡皮泥質(zhì)量可忽略不計(jì)）相碰并粘合成一體，繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)．在小車A后連著紙帶，紙帶穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz．

（1）在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列正確的有_______（填標(biāo)號(hào)）。

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證長(zhǎng)木板水平放置

B．相互作用的兩車上，一個(gè)裝上撞針，一個(gè)裝上橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起

C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放拖動(dòng)紙帶的小車

D．先釋放拖動(dòng)紙帶的小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

（2）紙帶記錄下碰撞前A車和碰撞后兩車運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，則碰撞前A車運(yùn)動(dòng)速度大小為_____ m/s（結(jié)果保留一位有效數(shù)字），A、B兩車的質(zhì)量比值 等于_____.（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】平行板電容器的極板B與靜電計(jì)指針相接，極板A接地。若A板稍向上移動(dòng)一點(diǎn)，由觀察到的靜電計(jì)指針張角變化情況，得出平行板電容器電容變小的結(jié)論。這個(gè)判斷的依據(jù)是

A. 兩極板間的電壓不變，極板上的電量變小

B. 兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大

C. 極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小

D. 極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器經(jīng)開關(guān)S與電池連接，電源負(fù)極接地，a處有一帶電量非常小的固定點(diǎn)電荷．S是閉合的。φa表示a點(diǎn)的電勢(shì)，F表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力．現(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩板間的距離增大。則

A. φa變大，F變大 B. φa變大，F變小

C. φa不變，F不變 D. φa不變，F變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10﹣11kg、電荷量q=+1.0×10﹣5C，從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場(chǎng)加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，微粒射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=60°，并接著沿半徑方向進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，微粒射出磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角也為θ=60°．已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)L=2cm，圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑R=10cm，重力忽略不計(jì)．求：

（1）帶電微粒經(jīng)U1=100V的電場(chǎng)加速后的速率；

（2）兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；

（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根等高光滑的四分之一圓弧軌道，半徑為r、間距為L(zhǎng)，軌道電阻不計(jì)，在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B�，F(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道最低點(diǎn)cd開始，在拉力作用下以初速度向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到ab處，則該過程中（ ）

A.通過R的電流方向?yàn)橛赏庀騼?nèi)

B.通過R的電流方向?yàn)橛蓛?nèi)向外

C.R上產(chǎn)生的熱量為

D.流過R的電量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示．根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有________．

A．He核的結(jié)合能約為14 MeV

B．He核比Li核更穩(wěn)定

C．兩個(gè)H核結(jié)合成42He核時(shí)釋放能量

D．U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大

(2)質(zhì)子(H)和α粒子(He)被加速到相同動(dòng)能時(shí)，質(zhì)子的動(dòng)量________(選填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的動(dòng)量，質(zhì)子和α粒子的德布羅意波波長(zhǎng)之比為________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個(gè)物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第1s內(nèi)的位移是1m,則下列說法正確的有：

A. 物體運(yùn)動(dòng)的加速度是1m/s2

B. 物體在第3s內(nèi)的位移是9m

C. 物體在第4s內(nèi)的平均速度是3.5m/s

D. 物體從靜止開始通過16m的位移需4s時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如右圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一紅蠟塊R(R視為質(zhì)點(diǎn))。將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在紅蠟塊R從坐標(biāo)原點(diǎn)勻速上浮的同時(shí)，玻璃管沿x軸正向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，合速度的方向與y軸夾角為。則紅蠟塊R的

A. 分位移y與分位移x成正比

B. 合速度v的大小與時(shí)間t成正比

C. 分位移y的平方與分位移x成正比

D. 與時(shí)間t成正比

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