【題目】在足夠大的豎直勻強(qiáng)電場中，有一條與電場線平行的直線，如圖中的虛線所示。直線上有兩個小球A和B，質(zhì)量均為m。電荷量為q的A球恰好靜止，電荷量為2.5q的B球在A球正下方，相距為L。由靜止釋放B球，B球沿著直線運動并與A球發(fā)生正碰，碰撞時間極短，碰撞中A、B兩球的總動能無損失。設(shè)在每次碰撞過程中A、B兩球間均無電荷量轉(zhuǎn)移，且不考慮兩球間的庫侖力和萬有引力，重力加速度用g表示。求：

（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E；

（2）第一次碰撞后，A、B兩球的速度大小vA、vB；

（3）在以后A、B兩球不斷地再次碰撞的時間間隔會相等嗎?如果相等，請計算該時間間隔T；如果不相等，請說明理由。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）由題意可知，帶電量為q的A球在重力和電場力的作用下恰好靜止

則qE=mg

可得勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E=

（2）由靜止釋放B球，B球?qū)⒃谥亓碗妶隽Φ淖饔孟孪蛏线\動，設(shè)與A球碰撞前瞬間速度為v1

由動能定理（2.5qE-mg）L=m v12

解得v1=

A、B兩球碰撞時間很短，且無動能損失，由動量守恒和動能守恒

m v1= mvA + m vB

m v12 =mvA2 +m vB2

聯(lián)立解得vA=0

vB = v1=

（3）設(shè)B球在復(fù)合場中運動的加速度為a

A、B兩球第一次碰撞后，A球開始向上以速度v1做勻速直線運動，B球又開始向上做初速度為零的勻加速直線運動，設(shè)到第二次碰撞前的時間間隔是t1

根據(jù)位移關(guān)系v1 t1=a t12

解得t1=

碰撞過程滿足動量守恒且無動能損失，故每次碰撞之后兩球都交換速度

第二次碰撞后，A球向上做勻速直線運動，速度為a t1=2 v1

B球向上做初速度為v1的勻加速直線運動

設(shè)到第三次碰撞前的時間間隔是t2

由位移關(guān)系2v1 t2= v1 t2+a t22

解得t2== t1

以此類推，每次碰撞時間間隔相等，該時間間隔為T=

根據(jù)牛頓第二定律2.5qE-mg =ma a=1.5g

T==

故本題答案是：（1）（2）（3）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組利用電腦模擬衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的情景，當(dāng)衛(wèi)星繞地球運動的軌道半徑為R時，線速度為v，周期為T。下列變換符合物理規(guī)律的是

A. 若衛(wèi)星轉(zhuǎn)道半徑從R變?yōu)?/span>2R，則衛(wèi)星運行周期從T變?yōu)?/span>2T

B. 若衛(wèi)星軌道半徑從R變?yōu)?/span>2R，則衛(wèi)星運行線速度從v變?yōu)?/span>

C. 若衛(wèi)星運行周期從T變?yōu)?/span>8T，則衛(wèi)星軌道半徑從R變?yōu)?/span>4R

D. 若衛(wèi)星運行線速度從v變?yōu)?/span>，則衛(wèi)星運行周期從T變?yōu)?/span>2T

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示是“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗裝置，實驗步驟如下：

①如圖1所示，木板置于水平桌面上，用墊塊將長木板固定有打點計時器的一端墊高，不斷調(diào)整墊塊的高度，直至輕推小車后，小車恰好能沿長木板向下做勻速直線運動；

②保持長木板的傾角不變，一端系有砂桶的細(xì)繩通過滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F．將小車右端與紙帶相連，并穿過打點計時器的限位孔，接通打點計時器的電源后，釋放小車，讓小車從靜止開始加速下滑；

③實驗中得到一條紙帶，相鄰的各計時點到A點的距離如圖2所示。電源的頻率為f。

根據(jù)上述實驗，請回答如下問題：

（1）若忽略滑輪質(zhì)量及軸間摩擦，本實驗中小車加速下滑時所受的合外力為____________；

（2）為探究從B點到D點的過程中，做功與小車速度變化的關(guān)系，則實驗中還需測量的量有____________；

（3）請寫出探究結(jié)果表達(dá)式____________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為m的木板B，木板表面光滑，左端固定一輕質(zhì)彈簧。質(zhì)量為2m的木塊A以速度v0從板的右端水平向左滑上木板B。在木塊A與彈簧相互作用的過程中，下列判斷正確的是

A. 彈簧壓縮量最大時，B板運動速率最大

B. 板的加速度一直增大

C. 彈簧給木塊A的沖量大小為

D. 彈簧的最大彈性勢能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為利用氣墊導(dǎo)軌(滑塊在該導(dǎo)軌上運動時所受阻力可忽略)驗證機(jī)械能守恒定律的實驗裝置，完成以下填空。

實驗步驟如下：

①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；

②測出擋光條的寬度l和兩光電門中心之間的距離s；

③將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待托盤和砝碼靜止不動時，釋放滑塊，要求托盤和砝碼落地前擋光條已通過光電門2；

④測出滑塊分別通過光電門1和光電門2時的擋光時間Δt1和Δt2；

⑤用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。

回答下列問題：

(1)滑塊通過光電門1和光電門2時，可以確定系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1＝________________和Ek2＝________________；

(2)在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝________(重力加速度為g)；

(3)如果滿足關(guān)系式________________(用Ek1、Ek2和ΔEp表示)，則可認(rèn)為驗證了機(jī)械能守恒定律。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在（　�。�

A. ab過程中不斷增加 B. bc過程中保持不變

C. cd過程中不斷增加 D. da過程中保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）某同學(xué)在用油膜法估測分子直徑實驗中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于 ：

A．油酸未完全散開

B．油酸中含有大量的酒精

C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格

D．求每滴體積時，lmL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴

（2）在做“用油膜法估測分子大小”的實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為1cm，則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是 mL，油酸膜的面積是 cm2．根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是 m．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上有一小車，車的上表面的左側(cè)是一個與車連為一體的半徑為R的1/4光滑圓弧軌道。車的右端固定一個尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧，一質(zhì)量為的小物塊（看作質(zhì)點）緊靠彈簧，小物塊與車上點右側(cè)平板間的動摩擦因數(shù)為μ。整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)開始彈簧鎖定時的彈性勢能為E�，F(xiàn)解除鎖定，小物塊被彈出后，恰好能到達(dá)圓弧軌道的最高點A，則下列說法正確的是（不計空氣阻力）

A. 從解除鎖定到小物塊到達(dá)圓弧軌道的最高點，系統(tǒng)的動量守恒

B. 從解除鎖定到小物塊到達(dá)圓弧軌道的最高點，小物塊對小車做功大小為零

C. 最終小物塊相對小車走過的路程為

D. 最終小物塊和小車組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為E

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有方向垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場(未畫出)．一群相同的帶電粒子以相同速率v0，由P點在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1時，所有粒子出磁場的區(qū)域占整個圓周長的，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為B2時，這些粒子在磁場中運動弧長最長的是.則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的比值是(粒子不計重力)(　　)

A. B. C. D.

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