如图,A.B为平行板电容器,两板相距d,接在电压为U的电源上,在A板的中央有一小孔M(两板间电场可视为匀强电场).今有一质量为m的带电质点,自A板上方与A板相距
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如图,A.B为平行板电容器,两板相距d,接在电压为U的电源上,在A板的中央有一小孔M(两板间电场可视为匀强电场).今有一质量为m的带电质点,自A板上方与A板相距
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如图,A.B为平行板电容器,两板相距d,接在电压为U的电源上,在A板的中央有一小孔M(两板间电场可视为匀强电场).今有一质量为m的带电质点,自A板上方与A板相距也为d的O点由静止自由下落,穿过小孔M后到达距B板
d
2
的N点时速度恰好为零.(重力加速度为g)求:
(1)带电质点的电荷量,并指出其带电性质;
(2)在保持与电源相连的情况下,A板往下移
d
4
的距离.质点仍从O点由静止自由下落,求质点下落速度为零时距B板的距离.
答案
(1)质点先做自由落体运动到M点,到达N处时速度恰好为零,说明在MN间做减速运动,
合外力向上,所以电场力方向向上,而电场强度方向向下,所以质点带负电;
两极板间的场强E:U=Ed ①,
设电量大小为q,则从O到N点,
由动能定理可得:
mg(d+
d
2
)-Eq
d
2
=0
②,
由①②解得:
q=
3mgd
U
③;
(2)当A板下移
d
4
时,两板间的距离
d′=d-
d
4
=
3d
4
④,
两板间的场强E":U=E′d′⑤,
设下落速度为零时距B板距离为△d,
从开始下落到速度为零的过程中,
由动能定理得:
mg(2d-△d)-E′q(
3d
4
-△d)=0
⑥,
由③④⑤⑥解得:
△d=
d
3
;
答:(1)带电质点的电荷量为
3mgd
U
,质点带负电;
(2)质点下落速度为零时距B板的距离为
d
3
.
举一反三
运动员把质量是500g的足球由静止踢出后,某人观察它在空中的运动情况,估计上升的最大高度是10m,在最高点的速度为20m/s,请你根据这个估计运动员在踢足球时对足球做的功为( )
A.100J
B.150J
C.0J
D.200J
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如图所示,质量为m的物体A静止在倾角为θ的斜面体B上,斜面体B的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为L,则在此匀速运动的过程中斜面B对物体A所做的功为( )
A.0
B.mgL
C.
FLm
M+m
D.以上说法均错误
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A、B两物体放在光滑水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过位移相同的S,若A的质量大于B的质量,则在这一过程中( )
A.A获得的动能较大
B.B获得的动能较大
C.A、B获得的动能一样大
D.无法比较A、B获得的动能大小
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质量是1kg的足球以2m/s的速度向运动员飞来,它的动能是______.随后运动员用头顶飞它时它的速度为3m/s,运动员对足球做的功是______.
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质量为2kg的弹性球,以10m/s的速度垂直射人一堵泥墙,并陷入其中,则墙对球做功为______,若球打在坚硬的墙上能以原速率弹回,那么墙对球做功为______.
题型:不详
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