如图所示,板长为L的平行板电容器倾斜固定放置,极板与水平线夹角θ=30°,某时刻一质量为m、带电荷量为q的小球由正中央A点静止释放,小球离开电场时速度是水平的(
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如图所示,板长为L的平行板电容器倾斜固定放置,极板与水平线夹角θ=30°,某时刻一质量为m、带电荷量为q的小球由正中央A点静止释放,小球离开电场时速度是水平的(
题型:不详
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如图所示,板长为L的平行板电容器倾斜固定放置,极板与水平线夹角θ=30°,某时刻一质量为m、带电荷量为q的小球由正中央A点静止释放,小球离开电场时速度是水平的(提示:离开的位置不一定是极板边缘),落到距离A点高度为h的水平面处的B点,B点放置一绝缘弹性平板M,当平板与水平夹角α=45°时,小球恰好沿原路返回A点.求:
(1)电容器极板间的电场强度E;
(2)平行板电容器的板长L;
(3)小球在A、B间运动的周期T.
答案
(1)
(2)3h (3)2
解析
(1)带电粒子沿水平方向做匀加速运动,可知:
qEcos θ=mg ①
故E=
.
(2)小球垂直落到弹性挡板上,且α=45°
则有v
0
=v
y
=
②
由动能定理得:qE·
Ltan θ=
mv
③
由②③得:L=3h.
(3)由小球在电场中做匀加速运动
=
gtan θ·t
t
1
=
=
平抛运动的时间为t
2
=
总时间为:
t=2t
1
+2t
2
=2
.
举一反三
图中甲是匀强电场,乙是孤立的正点电荷形成的电场,丙是等量异种点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线上,且a位于连线的中点),丁是等量正点电荷形成的电场(a、b位于两点电荷连线的中垂线上,且a位于连线的中点).有一个正检验电荷仅在电场力作用下分别从电场中的a点由静止释放,动能E
k
随位移x变化的关系图象如图中的①②③图线所示,其中图线①是直线.下列说法正确的是( )
A.甲对应的图线是①
B.乙对应的图线是②
C.丙对应的图线是②
D.丁对应的图线是③
题型:不详
难度:
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以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出到落回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )
A.0
B.-Fh
C.Fh
D.-2Fh
题型:不详
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(12分)如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BDC在B处平滑连接,B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点,D为半圆轨道的最右端。一个质量m的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上,细线的左端固定在竖直墙壁上。在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧,此时P到B点的距离为x
0
。物体P与水平轨道间的动摩擦因数为μ,半圆轨道半径为R。现将细线剪断,P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道,恰好能通过C点。试求:
(1)物体经过B点时的速度的大小?
(2)细线未剪断时弹簧的弹性势能的大小?
(3)物体经过D点时合力的大小?
题型:不详
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(14分)如图所示,长为l、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置,上端管口水平,且水平部分管口长度忽略不计,质量为m的小球可在直管内自由滑动,用一根轻质光滑细线将小球与另一质量为M的物块相连,M=3m。开始时小球固定于管底,物块悬挂于管口,小球、物块均可视为质点。将小球释放,小球在管口的转向过程中速率不变。试求:
(1)物块落地前瞬间的速度大小;
(2)小球做平抛运动的水平位移;(M落地后绳子一直松弛)
(3)有同学认为,若取M=km,则k足够大时,能使小球平抛运动水平位移的大小最大达到绳长l,请通过计算判断这种说法是否正确。
题型:不详
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如图,质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端,现用一水平恒力F作用在小物块上,使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为F
f
,小物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为x.在这个过程中,以下结论正确的是
A.小物块到达小车最右端时具有的动能为(F-F
f
)(L+x)
B.小物块到达小车最右端时,小车具有的动能为F
f
x
C.小物块克服摩擦力所做的功为F
f
(L+x)
D.小物块和小车增加的机械能为F x
题型:不详
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