如图所示,两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场,板间距离为d.有一带电量为+q、质量为m的小球(可视为质点)以水平速度从A孔进入匀强电场,且恰好没有与右
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如图所示,两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场,板间距离为d.有一带电量为+q、质量为m的小球(可视为质点)以水平速度从A孔进入匀强电场,且恰好没有与右
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场,板间距离为d.有一带电量为+q、质量为m的小球(可视为质点)以水平速度从A孔进入匀强电场,且恰好没有与右板相碰,小球最后从B孔离开匀强电场,若A、B两孔的距离为4d,重力加速度为g,求:
(1)两板间的场强大小;
(2)小球从A孔进入电场时的速度;
(3)从小球进入电场到其速度达到最小值,小球电势能的变化量为多少?
答案
(1)由题意可知,小球在水平方向先减速到零,然后反向加速.设小球进入A孔的速度为v
0
,减速到右板的时间为t,则有:
水平方向:
d=
v
0
t-
1
2
qE
m
t
2
0=
v
0
-
qE
m
t
竖直方向:
4d=
1
2
g(2t
)
2
联立解得
E=
mg
q
(2)在水平方向上根据牛顿第二定律有qE=ma
x
根据运动学公式有
0-
v
20
=2(-
a
x
)d
联立解得
v
0
=
2gd
(3)小球进入电场后,在水平方向上做减速运动,即
v
x
=
v
0
-
qE
m
t′
=v
0
-gt′
在竖直方向上做加速运动,即v
y
=gt"
小球在电场中的速度大小为
v=
v
2x
+
v
2y
联立由数学知识可得
t′=
v
0
2g
时小球速度达到最小,最小值为
2
2
v
0
;
此时粒子在水平方向的位移为:
x=
v
0
t′-
1
2
qE
m
t
′
2
在此过程中电场力做功为W=-qEx
而W=-△E
p
联立解得
△
E
p
=
3
4
mgd
,即粒子的电势能增加
3
4
mgd
答:(1)两板间的场强大小为
mg
q
;
(2)小球从A孔进入电场时的速度为
2gd
;
(3)从小球进入电场到其速度达到最小值为
2
2
v
0
,小球电势能的增加量为
3
4
mgd
.
举一反三
如图所示,三角体由两种材料拼接而成,BC界面平行底面DE,两侧面与水平面夹角分别为30°和60°已知物块从A静止下滑,加速至B匀速至D;若该物块仍能由静止沿另一侧面ACE下滑,则有( )
A.AB段的运动时间小于AC段的运动时间
B.通过C点的速率大于通过B点的速率
C.将加速至C匀速至E
D.一直加速运动到E,但AC段的加速度比CE段大
题型:不详
难度:
|
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如图所示,P为位于某一高度处的质量为m的小物块(可视为质点),B为位于水平地面上的质量为M的特殊长平板,
m
M
=
1
10
,平板B与地面间的动摩擦因数μ=0.020.在平板的表面上方,存在一定厚度的“相互作用区域”,如图中划虚线的部分,当物块P进入相互作用区时,B便有竖直向上的恒力F作用于P,已知F=kmg,k=51,F对P的作用刚好使P不与B的上表面接触;在水平方向上P、B之间没有相互作用力.已知物块P开始下落的时刻,平板B向右的速度为v
0
=10m/s,P从开始下落到刚到达“相互作用区域”所经历的时间为t
0
=2.0s.设B板足够长,取重力加速度g=10m/s
2
,不计空气阻力.求:
(1)物块P从开始自由下落到再次回到初始位置所经历的时间.
(2)在这段时间内B所通过的位移的大小.
题型:不详
难度:
|
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做初速为零匀变速直线运动的质点,它在第1秒内的位移为1m,(1)它的加速度为______ m/s
2
.(2)它在第3秒内的位移______m.
题型:不详
难度:
|
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从三业飞往济南的波音737航班,到达遥墙国际机场,降落的速度为60m/s,然后以加速度大小为5m/s
2
做匀减速直线运动,则飞机在第14秒内的位移为( )
A.350m
B.180m
C.0m
D.1330m
题型:不详
难度:
|
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如图所示,质量M=1.0kg,长L=l.0m的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ
1
=0.1kg.在木板的左端放置一个质量m=1.0kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ
2
=0.4.认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s
2
.若在铁块上加一个水平向右的恒力F=8.0N,求:
(1)铁块的加速度的大小是多少?
(2)木板的加速度的大小是多少?
(3)经过多长时间铁块运动到木板的右端?
题型:不详
难度:
|
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