如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长.在距滑板的A端为l的B处放置一个质量为m、带电量为q的小物体C
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如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长.在距滑板的A端为l的B处放置一个质量为m、带电量为q的小物体C
题型:海淀区三模
难度:
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如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长.在距滑板的A端为l的B处放置一个质量为m、带电量为q的小物体C(可看成是质点),在水平的匀强电场作用下,由静止开始运动.已知:M=3m,电场的场强为E.假设物体C在运动中及与滑板A端相碰时不损失电量.
(1)求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小.
(2)若物体C与滑板A端相碰的时间极短,而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的
1
5
,求滑板被碰后的速度大小.
(3)求小物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段时间内,电场力对小物体C做的功.
答案
(1)设物体C在电场力作用下第一次与滑板的A段碰撞时的速度为v
1
,由动能定理得:
qEl=
1
2
mv
1
2
解得:v
1
=
2qEl
m
(2)小物体C与滑板碰撞过程中动量守恒,设滑板碰撞后的速度为v
2
,由动量守恒定律得
mv
1
=Mv
2
-m
1
5
v
1
解得:v
2
=
2
5
v
1
=
2
5
2qEl
m
(3)小物体C与滑板碰撞后,滑板向左作以速度v
2
做匀速运动;小物体C以
1
5
v
1
的速度先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动,直至与滑板第二次相碰,设第一次碰后到第二次碰前的时间为t,小物体C在两次碰撞之间的位移为s,根据题意可知,小物体加速度为
a=
qE
m
小物体C与滑板从第一次碰后到第二次碰时位移相等,即
v
2
t=-
1
5
v
1
t+
1
2
at
2
解得:t=
6
5
2ml
qE
两次相碰之间滑板走的距离
s=
v
2
t=
24
25
l
设小物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段过程电场力对小物体做功为W,则:W=qE(l+s)
解得:W=
49
25
qEl
答:(1)物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小是
2qEl
m
.
(2)滑板被碰后的速度大小是
2
5
2qEl
m
.
(3)电场力对小物体C做的功W=
49
25
qEl
.
举一反三
质量为m=4kg的钢球从离沙坑表面高H=1.8m的高处自由下落,钢球落入沙中,陷入h=0.2m后静止,则沙坑对钢球的平均阻力是多少?
题型:不详
难度:
|
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如图所示中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为6V、4V和1.5V.一质子(电量为e)从等势面a上某处由静止释放,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为v,则
(1)质子从a等势面运动到c等势面电势能变化多少?
(2)质子经过等势面c时的速率为多少?
题型:不详
难度:
|
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如图所示,水平绝缘光滑轨道AB与处于竖直平面内的圆弧形v绝缘光滑轨道BCD平滑连接,圆弧形轨道的半径R=0.30m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×10
7
N/C.现有一电荷量q=-4.0×10
-7
C,质量m=0.30kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点以某一水平初速度v
0
向右运动,若带电体恰好可以沿圆弧轨道运动到D点,并在离开D点后,落回到水平面上的P点.,已知OD与OC的夹角θ=37°,求:
(1)P、B两点间的距离x;
(2)带电体经过C点时对轨道的压力;
(3)小球的初速度v
0
的值.
题型:不详
难度:
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如图所示,地面上A、B两点间有一P点距A点较近,物体与地面间的动摩擦因数由A到B逐渐减小,让物体从A以初速度v
0
向右滑动经过B为第一过程,然后,让物体从B以初速度v
0
向左滑动经过A为第二过程.上述两过程相比较,下列说法中一定正确的是( )
A.物块经过P点的动能,前一过程较小
B.物块滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少
C.物块第一过程滑过B点的速度比第二过程滑过A点的速度大
D.物块两个过程滑行的时间相比较,前一过程较长
题型:不详
难度:
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如图,在竖直向下,场强为E的匀强电场中,长为l的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,A、B的质量分别为m
1
和m
2
(m
1
<m
2
),A带负电,电量为q
1
,B带正电,电量为q
2
.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功为W,在竖直位置处两球的总动能为E
K
( )
A.W=
(
q
1
+
q
2
)El
2
B.W=
(
q
1
-
q
2
)El
2
C.E
k=
[(
q
1
-
q
2
)E+ (
m
2
-
m
1
)g]l
2
D.E
k
=
[(
q
1
+
q
2
)E+(
m
2
-
m
1
)g]l
2
题型:不详
难度:
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