如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2×104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2×10-5C,且都带

如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2×104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2×10-5C,且都带

题型:上海模拟难度:来源:
如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2×104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2×10-5C,且都带负电,原来都被按在桌面上的P点.现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0=12m/s,A开始运动的加速度大小为6m/s2,经τ时间后,设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力),求:
(1)在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值;
(2)如果要使A尽快与B相遇,τ为多大?魔方格
答案
(1)A释放后,根据牛顿第二定律有
  qE+f=ma,得f=0.2N,
A速度减到零所用时间为 t=
vAO
a
=2s,
经过的位移为s=
v2AO
2a
=12m,
所以在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值为△Emax=qEs=4.8J.
(2)因为B的速度较小,要尽快相遇,对应B减速到零时与A相遇,
B的最大位移为 sB=
v2BO
2a
=3m,花时tB=
vBO
a
=1s,
对于A:返回时qE-f=ma′,得a′=2m/s2
A返回走了s′=s-sB=9m,用时tA=


2s′
a
=3s,
故τ=t+tA+tB=6s
答:(1)在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值为4.8J;
(2)要使A尽快与B相遇,τ为4s.
举一反三
节日燃放礼花弹时,要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中,然后点燃礼花弹的发射部分,通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气,将礼花弹由炮筒底部射向空中,若礼花弹在由炮筒底部击发到炮筒口的过程中,克服重力做功为W1,克服炮筒阻力及空气阻力做功为W2,高压燃气对礼花弹做功为W3,则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)(  )
A.礼花弹的动能变化量为W1+W2+W3
B.礼花弹的动能变化量为W3-W2-W1
C.礼花弹的机械能变化量为W3-W1
D.礼花弹的机械能变化量为W3-W2-W1
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(辨析题)如图所示,长为L的轻绳一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,在最低点给小球一水平初速度v0,同时对小球施加一大小不变,方向始终垂直于绳的力F,小球沿圆周运动到绳水平时,小球速度大小恰好也为v0.求F的大小.
下面是某位同学的分析:
小球在力F的作用下先加速后减速,由对称性可以判断,当轻绳向上摆起45°角时小球速度最大,切线方向的加速度为零,此时重力沿切线方向的分力与F等大反向,….
该同学的分析正确吗?若正确,请根据该同学的分析思路,求出F的大小.
若不正确,请你分析并求出正确结果.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后,返回到斜面底端.已知小物块的初动能为E,它返回斜面底端的速度大小为V,克服摩擦阻力做功为
E
2
.若小物块冲上斜面的初动能变为2E,则有(  )
A.返回斜面底端时的动能为E
B.返回斜面底端时的动能为
3E
2
C.返回斜面底端时的速度大小为2V
D.返回斜面底端时的速度大小为


2
V
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一质量为1kg的滑块,以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行.从某一时刻起在滑块上作用一水平向右的力,这个水平力作用一段时间后被撤去,已知这个力在此过程中对滑块共做了10J的功,则最后滑块的速度方向和大小分别为(  )
A.方向向左,6m/sB.方向向左,4m/s
C.方向向右,6m/sD.方向向右,4m/s
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,一个电量为+Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点,另一个电量为-q、质量为m的点电荷乙从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时速度最小且为v.已知静电力常量为k,点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,AB间距离为L则(  )
A.OB间的距离为r=


kQq
μmg
B.从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功W=μmgL+
1
2
mv02-
1
2
m
v
C.从A到B的过程中,电场力对点电荷乙做的功为


kQq
μmg
D.在点电荷甲形成的电场中,AB间电势差UAB=
μmgL+
1
2
mv2-
1
2
m
v20
q
魔方格
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