如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量m=0.20kg

如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量m=0.20kg

题型:不详难度:来源:
如图所示,在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下,滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回.已知斜面的高度h=0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30,滑块带电荷q=-5.0×10-4C.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:

(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小;
(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度;
(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.(计算结果保留两位有效数字)
答案
 (1)2.4m/s (2)0.10m (3)0.96J
解析
 (1)滑块沿斜面滑下的过程中,受到的滑动摩擦力为
Ff=μ(mg-qE)cos37°,
设到达斜面底端时的速度为v1,根据动能定理,
(mg-qE)h-Ff=mv,
解得v1=2.4m/s.
(2)滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大,设此高度为h1,根据动能定理,
-(mg-qE)h1-Ff=mv,
代入数据解得h1≈0.10m.
(3)滑块最终将静止在斜面底端,因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功,即等于产生的热能,
Q=(mg-qE)h=0.96J.
举一反三
(10分)在2011年少年科技创新大赛中,某同学展示了其设计的自设程序控制的电动赛车,赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD上。已知赛车在水平轨道AB部分和CD部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍,即k=Ff/mg =0.5.赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m.圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g =l0m/s2。某次比赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下,求:
(1)小车在CD轨道上运动的最短路程;
(2)赛车电动机工作的时间。
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,AB是竖直平面内光滑的四分之一圆弧轨道,半径R=0.45m,BC是粗糙水平面,圆弧轨道与BC平面在B点相切。将质量为0.3kg的物块m从A点由静止释放,最终m停在C点,BC距离为1.5m;若在B点放置另一物块M,当m在A点以初速度V0= 4m/s沿轨道向下运动时,在B点与M发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两物块粘在一起运动,最终停在C点。已知两物块与水平面的动摩擦因数相同,且均可视为质点。(g=10m/s2)求:

(1) m由静止释放经过圆弧最低点B点时对轨道的压力大小和物块与水平面间的动摩擦因数。
(2) 物块M的质量。
题型:不详难度:| 查看答案
弹射器是航母制造中的关键技术之一,重型喷气式战斗机在水平跑道上需要滑行450 m以上才能达到起飞速度,而即使当今最大的“尼米兹”级航空母舰甲板的长度也不过300余米,依靠弹射器是重型战斗机在航母上起飞的必不可少的环节.已知美军F-14战斗机重3.0×107 kg,在地面跑道上靠自身发动机提供动力需滑行450 m才能到达250 km/h的起飞速度,而这种战斗机在“尼米兹”号航母上,在蒸汽弹射器和自身发动机动力的共同作用下,可在45 m内将速度加到 250 km/h.若F-14战斗机加速度滑行时,发动机动力和飞机受到的阻力都恒定,则“尼米兹”号上蒸汽弹射器使一架F-14 战斗机起飞至少要做多少功?
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,由细管道组成的竖直轨道,其圆形部分半径分别是R和R/2,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压力,在B点处对内轨道的压力为mg/2.
求:(1)小球分别通过A、B点的速度
(2)由A运动到B的过程中摩擦力对小球做的功.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,一质量m=0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数=0.1的水平轨道上的A点。现对滑块施加一水平外力,使其向右运动,外力的功率恒为P=10.0 W。经过一段时间后撤去外力,滑块继续滑行至B点后水平飞出,恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道,轨道的最低点D处装有压力传感器,当滑块到达传感器上方时,传感器的示数为25.6 N。已知轨道AB的长度L=2.0 m,半径OC和竖直方向的夹角=37o,圆形轨道的半径R=0.5 m。(空气阻力可忽略,重力加速度g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)滑块运动到C点时速度vc的大小;
(2)B、C两点的高度差h及水平距离x;   
(3)水平外力作用在滑块上的时间t。  
题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.