【題目】如圖,水平面上有一條長(zhǎng)直固定軌道,P為軌道上的一個(gè)標(biāo)記點(diǎn),豎直線PQ表示一個(gè)與長(zhǎng)直軌道垂直的豎直平面,PQ的右邊區(qū)域內(nèi)可根據(jù)需要增加一個(gè)方向與軌道平行的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)。在軌道上,一輛平板小車以速度v0=4m/s沿軌道從左向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車一半通過PQ平面時(shí),一質(zhì)量為m=1kg的絕緣金屬小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))被輕放到小車的中點(diǎn)上,已知小滑塊帶電荷量為+2C且始終不變,滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,整個(gè)過程中小車速度保持不變,g=10m/s2。求:
(1)若PQ右側(cè)沒有電場(chǎng),木板足夠長(zhǎng),在滑塊與小車恰好共速時(shí)小滑塊相對(duì)P點(diǎn)水平位移和摩擦力對(duì)小車做的功;
(2)當(dāng)PQ右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度取方向水平向右,且板長(zhǎng)L=2m時(shí),為保證小滑塊不從車上掉下,則電場(chǎng)存在的時(shí)間滿足什么條件?
(附加:若PQ右側(cè)加一個(gè)向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),且木板長(zhǎng)L=2m,為確保小滑塊不從小車左端掉下來,電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件?)(此附加問為思考題,無需作答)
【答案】(1)4m,-16J;(2) ;【附加】
【解析】
(1)小滑塊放在小車上以后,其加速度根據(jù)牛頓第二定律
①
解得加速度
加速到共速時(shí)用時(shí)t1
②
解得
此過程中小滑塊相對(duì)P點(diǎn)移動(dòng)的距離
③
此過程中木板相對(duì)P點(diǎn)移動(dòng)的距離
④
求解可得
摩擦力對(duì)小車做的功
⑤
求解可得
(2)當(dāng)電場(chǎng)時(shí),小滑塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)到木板最左端后,會(huì)向右做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)時(shí)間為t3后撤去電場(chǎng),之后滑塊做減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t4,小滑塊和小車在小車右端共速,恰好沒掉下來,小滑塊向右加速度為
⑩
解得
加速的末速度
減速過程中
加速過程中的位移為
減速過程中的位移為
則
聯(lián)立⑩求解解得
所以電場(chǎng)存在總時(shí)間
所以電場(chǎng)存在的時(shí)間滿足關(guān)系式(結(jié)果可以保留根式)
解法2:當(dāng)電場(chǎng)時(shí),小滑塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)到木板最左端后,會(huì)向右做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)時(shí)間為t3后撤去電場(chǎng)
小滑塊向右加速度為
⑩
解得
滑塊相對(duì)小車做加速度為,初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t3后做加速度為的勻減速運(yùn)動(dòng)直至相對(duì)靜止,此過程中的總位移小于等于板長(zhǎng),因此
加速過程的時(shí)間
所以電場(chǎng)存在總時(shí)間
所以電場(chǎng)存在的時(shí)間滿足關(guān)系式
附加問:當(dāng)加有向右電場(chǎng)時(shí),小滑塊加速度
⑦
恰好運(yùn)動(dòng)到木板左端共速,共速時(shí)間
⑧
根據(jù)兩物體的位移關(guān)系可得
⑨
聯(lián)立⑦⑧⑨可得
所以電場(chǎng)強(qiáng)度E滿足
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星為繞月極地衛(wèi)星。利用該衛(wèi)星可對(duì)月球進(jìn)行成像探測(cè),設(shè)衛(wèi)星在繞月極地軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)距月球表面的高度為H,繞行周期為TM;月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為TE,軌道半徑為R0;地球半徑為RE,月球半徑為RM,光速為c。
(1)如圖所示,當(dāng)繞月極地軌道的平面與月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道平面垂直時(shí)(即與地心到月心的連線垂直時(shí)),求繞月極地衛(wèi)星向地球地面發(fā)送照片需要的最短時(shí)間;
(2)忽略地球引力、太陽引力對(duì)繞月衛(wèi)星的影響,求月球與地球的質(zhì)量之比。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】將一電荷量為+Q 的小球放在不帶電的金屬球附近,所形成的電場(chǎng)線分布如圖所示,已知金屬球表面的電勢(shì)處處相等. a、b 為電場(chǎng)中的兩點(diǎn),則( )
A. a 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b 點(diǎn)的大
B. a 點(diǎn)的電勢(shì)比b 點(diǎn)的高
C. 檢驗(yàn)電荷-q 在a 點(diǎn)的電勢(shì)能比在b 點(diǎn)的大
D. 將檢驗(yàn)電荷+q 從a 點(diǎn)移到b 點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端栓一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的小球,另一端固定在O點(diǎn);把小球拉到使細(xì)線水平的位置A,然后將小球由靜止釋放,小球沿弧線運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與水平成θ=60°的位置B時(shí)速度為零.以下說法正確的是( )
A.小球重力與電場(chǎng)力的關(guān)系是Eq=mg
B.小球重力與電場(chǎng)力的關(guān)系是Eq=mg
C.球在B點(diǎn)時(shí),細(xì)線拉力為T= mg
D.球在B點(diǎn)時(shí),細(xì)線拉力為T=mg
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射“高分四號(hào)”衛(wèi)星,“高分四號(hào)”是我國首顆地球同步軌道高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星,也是目前世界上空間分辨率最高、幅寬最大的地球同步軌道遙感衛(wèi)星。它的發(fā)射和應(yīng)用將使我國天基對(duì)地遙感觀測(cè)能力顯著提升。關(guān)于“高分四號(hào)”,下列說法正確的是( )
A. “高分四號(hào)”衛(wèi)星的空間分辨率很高,若它距地球更近一些,效果會(huì)好一些
B. “高分四號(hào)”衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于地球的第一宇宙速度7.9 km/s
C. “高分四號(hào)”衛(wèi)星的向心加速度小于靜止在赤道上物體的向心加速度
D. “高分四號(hào)”衛(wèi)星的向心力與其他同步衛(wèi)星的向心力的大小相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示的演示實(shí)驗(yàn)中,A、B兩球同時(shí)落地,說明A、B兩球在________(選填“水平”或“豎直”)方向的運(yùn)動(dòng)情況相同.如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)中,將兩個(gè)相同的傾斜軌道固定在同一豎直面內(nèi),使兩軌道的末端水平,軌道2的末端與光滑水平面平滑連接.把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球C、D從軌道的相同位置由靜止同時(shí)釋放,C球________(選填“能”或“不能”)擊中D球,這說明C球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),在水平方向做_______運(yùn)動(dòng).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線,如果把其中一根均勻拉長(zhǎng)到原來的2倍,把另一根對(duì)折起來,然后把它們分別接上相同的電壓,則在同一時(shí)間內(nèi)通過它們的電量之比為( )
A. 1:4B. 1:8C. 1:16D. 16:1
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為確保交通安全,公路的下陡坡路段都有限速要求。某地一長(zhǎng)直斜坡公路,傾角為,機(jī)動(dòng)車限速36km/h。一質(zhì)量為5噸的小貨車以36km/h的速度勻速下坡,小貨車裝配了ABS(車輪防抱死)系統(tǒng),某時(shí)刻發(fā)現(xiàn)前方20m處有一觀光者以18km/h的速度勻速騎行下坡,司機(jī)立即啟動(dòng)ABS剎車系統(tǒng),此后貨車一直做勻減速運(yùn)動(dòng)直到靜止,且恰好沒有撞到騎行者。
(1)求貨車剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí),騎行者到貨車的距離;
(2)若該貨車下坡剎車時(shí)ABS系統(tǒng)失靈,車輪被抱死,求這種情況下,剎車過程中貨車受到的摩擦力。已知貨車輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.9,sin=0.6,cos=0.8,重力加速度g=10m/s2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲、乙所示, 傾角為的固定斜面上分別有一個(gè)滑塊M,圖甲中滑塊上表面水平,圖乙中滑塊的上表面平行斜面,在滑塊M上分別有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊,現(xiàn)在M和m相對(duì)靜止,一起沿斜面勻速下滑,下列說法正確的是( )
A.圖甲中物塊m受摩擦力,方向水平向左
B.圖甲中物塊M受5個(gè)力
C.圖乙中物塊m受摩擦力,方向平行斜面向上
D.圖乙中物塊M受6個(gè)力
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