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        1. 如圖,絕緣水平地面上有寬L=0.4m的勻強(qiáng)電場區(qū)域,場強(qiáng),方向水平向左。帶電的物塊B靜止在電場邊緣的O點(diǎn),帶電量、質(zhì)量的物塊A在距O點(diǎn)s=2.25m處以vo=5m/s的水平初速度向右運(yùn)動(dòng),并與B發(fā)生碰撞,假設(shè)碰撞前后A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒有動(dòng)能損失。A的質(zhì)量是B的k(k>1)倍,A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為=0.2,物塊均可視為質(zhì)點(diǎn),且A的電荷量始終不變,取g = 10m/S2

          (1) 求A到達(dá)O點(diǎn)與B碰撞前的速度大;
          (2) 求碰撞后瞬間A和B的速度大;
          (3) 討論K在不同取值范圍時(shí)電場力對A做的功。

          (1) 4m/s  (2)m/s  m/s  (3)(i)當(dāng)k>3時(shí)A能從電場右邊界離開電場力對A做功為1.2×10-2 J;在1<k≤3范圍內(nèi),A從電場的左側(cè)離開,整個(gè)過程電場力做功為0。

          解析試題分析:(1)設(shè)碰撞前A的速度為v,由動(dòng)能定理
                 ①
          得: =4m/s       ②
          (2)設(shè)碰撞后A、B速度分別為vA、vB,且設(shè)向右為正方向;由于彈性碰撞,所以有:
                 ③
               ④
          聯(lián)立③④并將mA=kmB及v=4m/s代入得:
          m/s         ⑤
           m/s         ⑥
          (3)討論:
          (i)如果A能從電場右邊界離開,必須滿足:         ⑦
          聯(lián)立⑤⑦代入數(shù)據(jù),得: k>3      ⑧
          電場力對A做功為:WE=-qEL=-6×105×5×10-8×0.4(J)=-1.2×10-2(J)       ⑨
          (ii)如果A不能從電場右邊界離開電場,必須滿足:       ⑩
          聯(lián)立⑤⑩代入數(shù)據(jù),得:k≤3        ?
          考慮到k>1,所以在1<k≤3范圍內(nèi)A不能從電場右邊界離開       ?
          又:  qE=3×10-2N>μmg=2×10-2N       ?
          所以A會(huì)返回并從電場的左側(cè)離開,整個(gè)過程電場力做功為0.即:WE=0     ?
          考點(diǎn):彈性碰撞 動(dòng)量守恒 機(jī)械能守恒 動(dòng)能定理

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          (20分)如圖所示,兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成α=53°角,導(dǎo)軌間接一阻值為3Ω的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在兩平行虛線間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域的寬度為d="0." 5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為m1=0.1kg、電阻為R1=6Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m2=0.2kg、電阻為R2=3Ω,它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好,F(xiàn)從圖中的M、N處同時(shí)將a、b由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域,且當(dāng)a剛出磁場時(shí)b正好進(jìn)入磁場。(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,a、b電流間的相互作用不計(jì)),求:

          (1)在b穿越磁場的過程中a、b兩導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量之比;
          (2)在a、b兩導(dǎo)體棒穿過磁場區(qū)域的整個(gè)過程中,裝置上產(chǎn)生的熱量;
          (3)M、N兩點(diǎn)之間的距離。

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          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          (16分)如圖所示,傾角為θ的固定斜面的底端有一擋板M,輕彈簧的下端固定在擋板M上,在自然長度下,彈簧的上端在O位置。質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)以初速度v0沿斜面向下運(yùn)動(dòng),PO=x0,物塊A與彈簧接觸后將彈簧上端壓到O'點(diǎn)位置,然后A被彈簧彈回。A離開彈簧后,恰好能回到P點(diǎn)。已知A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度用g表示。求:

          (1)物塊A運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的速度大;
          (2)O點(diǎn)和O'點(diǎn)間的距離x1;
          (3)在壓縮過程中彈簧具有的最大彈性勢能EP

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          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          (11分)光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料制成的“┙”型滑板(平面部分足夠長),滑板的質(zhì)量為4m。距離滑板的右壁A為L1的B處放有一質(zhì)量為m、電量為+q(q>0)的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),小物體與板面之間的摩擦可忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于場強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中。開始時(shí),滑板與小物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻釋放小物體,求:

          (1)小物體第一次跟滑板的A壁碰撞前瞬間的速度v1多大;
          (2)若小物體與A壁碰撞時(shí)間極短,且碰撞過程沒有機(jī)械能損失,則
          a.小物體第二次即將跟A壁碰撞瞬間,滑板的速度v和小物體的速度v2分別為多大;
          b.從開始釋放小物體到它即將第二次跟A壁碰撞的過程中,整個(gè)裝置的電勢能減少了多少.

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          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          (14分)如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡易模型。質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動(dòng),上升一段高度后撤去F,到最高點(diǎn)后自由下落,撞擊釘子,將釘子打入一定深度。物體上升過程中,機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。不計(jì)所有摩擦,g取10m/s2。求:

          (1)物體上升到1m高度處的速度;
          (2)物體上升1 m后再經(jīng)多長時(shí)間才撞擊釘子(結(jié)果可保留根號(hào));
          (3)物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率。

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          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          (12分) 如圖所示,豎直平面內(nèi)的一半徑R=0.50 m的光滑圓弧槽BCD,B點(diǎn)與圓心O等高,一水平面與圓弧槽相接于D點(diǎn),質(zhì)量m=0.10 kg的小球從B點(diǎn)正上方H=0.95 m高處的A點(diǎn)自由下落,由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道,從D點(diǎn)飛出后落在水平面上的Q點(diǎn),DQ間的距離x=2.4 m,球從D點(diǎn)飛出后的運(yùn)動(dòng)過程中相對水平面上升的最大高度h=0.80 m,g取g=10 m/s2,不計(jì)空氣阻力,求:

          (1)小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)軌道對它的支持力大小FN;
          (2)小球經(jīng)過最高點(diǎn)P的速度大小vP
          (3)D點(diǎn)與圓心O的高度差hOD.

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          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          (15分)在一個(gè)水平面上建立x軸,在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E=6.0×105 N/C,方向與x軸正方向相同.在O處放一個(gè)電荷量q=-5.0×10-8 C、質(zhì)量m=1.0×10-2 kg的絕緣物塊.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0=2.0 m/s,如圖所示.求物塊最終停止時(shí)的位置.(g取 10 m/s2)

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          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          如圖所示,傾角為θ的斜面上只有AB段粗糙,其余部分都光滑,AB段長為3L.有若干個(gè)相同的小方塊沿斜面靠在一起,但不粘接,總長為L.將它們由靜止釋放,釋放時(shí)下端距A為2L.當(dāng)下端運(yùn)動(dòng)到A下面距A為L/2時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大.(單獨(dú)研究一個(gè)小方塊時(shí)可將其視為質(zhì)點(diǎn))

          ① 求物塊與粗糙斜面的動(dòng)摩擦因數(shù);
          ② 求物塊停止時(shí)的位置;
          ③ 要使所有物塊都能通過B點(diǎn),由靜止釋放時(shí)物塊下端距A點(diǎn)至少要多遠(yuǎn)? 

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          科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

          (12分)一個(gè)水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度3 m/s沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),傳送帶右端固定著一個(gè)光滑曲面,并且與曲面相切,如圖所示.小物塊從曲面上高為h的P點(diǎn)由靜止滑下,滑到傳送帶上繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng),物塊沒有從左邊滑離傳送帶。已知傳送帶與物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,不計(jì)物塊滑過曲面與傳送帶交接處的能量損失,g取10 m/s2。

          (1)若h1="1.25" m,求物塊返回曲面時(shí)上升的最大高度。
          (2)若h2="0.2" m,求物塊返回曲面時(shí)上升的最大高度。

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          同步練習(xí)冊答案