【題目】如圖所示,在一光滑絕緣水平面上,靜止放著兩個可視為質點的小球,兩小球質量均為m,相距l,其中A球帶正電,所帶電荷量為q,小球B不帶電。若在A球開始向右側區(qū)域加一水平向右的勻強電場,場強為E,A球受到電場力的作用向右運動與B球碰撞。設每次碰撞為彈性碰撞,碰撞前后兩球交換速度,且碰撞過程無電荷轉移。求:
(1)小球A在電場中的加速度大小和第一次與B碰撞前的速度;
(2)若兩小球恰在第二次碰撞時離開電場,求電場在電場線方向上的寬度;
(3)若兩小球恰在第三次碰撞時離開電場,求電場在電場線方向上的寬度及小球A從進入電場到離開電場的過程中電勢能的變化量。
【答案】(1) a=qE/m;(2) 5l (3) 13l;13Eql
【解析】
(1)根據(jù)牛頓運動定律:qE=ma,則a=qE/m
設第一次碰撞時小球A的速度為v:根據(jù)動能定理:
解得:
(2)第一次碰撞前后小球A的速度為vA1和vA1′,小球B碰撞前后的速度為vB1和vB1′所以vA1=v vB1=0 vA1′=0 vB1′=v
A球運動的距離為l第一次碰撞后,小球A做初速度為零的勻加速直線運動,小球B做速度為v的勻速直線運動。設第二次碰撞前后A球的速度為vA2和vA2′小球B碰撞前后的速度為vB2和vB2′
第一次碰撞后至第二次碰撞前:vt= (0+vA2)t/2
所以:vA2=2v;碰后vA2′= v
而B球碰前為v,碰后為2v。從第一次碰撞后到第二次碰撞前的過程中,A球運動的距離為l2。
電場寬度為:L=l+4l=5l
(3)二次碰撞后,A球做初速度為v的勻加速直線運動,B球以速度2v勻速直線運動。設A球第三次碰前后的速度為vA3和 vA3′,小球B碰撞前后的速度為vB3和vB3′
所以:
從第二次碰撞到第三次碰撞過程中,A球運動的距離為l3 :qEl3 = m -m
l3=8l
所以:電場的寬度:L=l1+l2+l3=13l
A球減少的電勢能 △ε=Eq×13l=13Eql
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A是靜止在赤道上的物體,B、C是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星。B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上,C是地球同步衛(wèi)星。下列說法中正確的是( 。
A. 衛(wèi)星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度
B. A、B的線速度大小關系為vA>vB
C. B、C的線速度大小關系為vB<vC
D. A、B、C周期大小關系為TA=TC>TB
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑的水平桌面上有一個內(nèi)壁光滑的直線槽子,質量相等的A、B兩球之間由一根長為L且不可伸長的輕繩相連,A球始終在槽內(nèi),其直徑略小于槽的直徑,B球放在水平桌面上。開始時刻A、B兩球的位置連線垂直于槽,相距,某給B球一個平行于槽的速度v0,關于兩球以后的運動,下列說法正確的是
A. 繩子拉直前后,A、B兩球組成的系統(tǒng)在平行于槽的方向動量守恒
B. 繩子拉直后,A、B兩球將以相同的速度平行于相的方向運動
C. 繩子拉直的瞬間,B球的機械能的減少量等于A球機被能的增加量
D. 繩子拉直的瞬間,B球的機械能的減少量小于A球機械能的增加量
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩光滑平行導軌水平放置在勻強磁場中,磁場垂直導軌所在平面,金屬棒ab可沿導軌自由滑動,導軌一端跨接一個定值電阻R,導軌電阻不計.現(xiàn)將金屬棒沿導軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)時間t1后速度為ν,加速度為a1,最終以速度2ν做勻速運動:若保持拉力的功率恒定,棒由靜止經(jīng)時間t2后速度為ν,加速度為a2,最終也以速度2v做勻速運動,則( )
A. t2=t1B. t1>t2C. a2=2a1D. a2=3a1
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】跳臺滑雪是利用自然山形建成的跳臺進行的滑雪運動之一,起源于挪威。運動員腳著特制的滑雪板,沿著跳臺的傾斜助滑道下滑,借助下滑速度和彈跳力,使身體躍入空中,在空中飛行約4-5秒鐘后,落在山坡上。某滑雪運動員(可視為質點)由坡道進入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點滑行到最低點B的過程中,由于摩擦力的存在,運動員的速率不變,則運動員沿AB下滑過程中( )
A. 所受合外力始終為零 B. 所受摩擦力大小不變
C. 合外力做功一定為零 D. 機械能始終保持不變
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,兩條間距為L的平行金屬導軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一金屬棒垂直放置在兩導軌上;在MN左側面積為S的圓形區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應強度大小B隨時間t的變化關系為B=kt,式中k為常量,且k>0;在MN右側區(qū)域存在一與導軌垂直、磁感應強度大小為B0、方向垂直紙面向里的勻強磁場。t=0時刻,金屬棒從MN處開始,在水平拉力F作用下以速度v0向右勻速運動。金屬棒與導軌的電阻及摩擦均可忽略。則
A. 在t時刻穿過回路的總磁通量為 B0Lv0t
B. 電阻R上的電流為恒定電流
C. 在時間△t內(nèi)流過電阻的電荷量為△t
D. 金屬棒所受的水平拉力F隨時間均勻增大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側壁是絕熱的,底部導熱,內(nèi)有兩個質量均為m的密閉活塞,活塞A導熱,活塞B絕熱,將缸內(nèi)理想氣體分成I、II兩部分,初狀態(tài)整個裝置靜止不動處于平衡,I、II兩部分氣體的長度 均為,溫度為,設外界大氣壓強為保持不變,活塞橫截面積為S,且,環(huán)境溫度保持不變,求:
①在活塞A上逐漸添加鐵砂,當鐵砂質量等于2m,兩活塞在某位置重新處于平衡,活塞B下降的高度;
②現(xiàn)只對II氣體緩慢加熱,使活塞A回到初始位置,此時II氣體的溫度;
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,為某碰撞模擬實驗簡圖。在水平地面上固定傾角為的足夠長的光滑斜面,中間帶孔的槽固定在斜面上。一輕直桿平行于斜面,一端與輕彈簧相連,另一端穿在槽中,直桿與槽間的最大靜摩擦力為f=2 mgsinθ,F(xiàn)將直桿用銷釘固定。一質量為m的滑塊從距離彈簧上端L處由靜止釋放,其下滑過程中的最大速度vm=。已知彈簧的勁度系數(shù)k=,彈簧的彈性勢能與其形變量的平方成正比。滑動摩擦力可認為等于最大靜摩擦力,且彈簧始終不會碰到槽。當?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。
(1)求滑塊下滑速度為vm時彈簧的彈性勢能Ep;
(2)若取下銷釘,使滑塊仍從原位置由靜止釋放,求直桿下滑的最大距離s;并分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離,若能,請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v;若不能,請說明理由。
(3)若取下銷釘,使滑塊從距離彈簧上端2L處由靜止釋放,請分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離,若能,請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v′;若不能,請說明理由。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】運用玻意耳定律可以測量小晶體的體積,裝置示意圖和測量數(shù)據(jù)如圖,實驗步驟如下:
Ⅰ.取適量小晶體,裝入注射器內(nèi);
Ⅱ.緩慢推動活塞至某一位置,記錄活塞所在位置的容積刻度V1,通過壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器從計算機上讀取此時氣體的壓強p1;
Ⅲ.重復步驟Ⅱ,記錄活塞在另一位置的容積刻度V2和讀取相應的氣體的壓強p2;
Ⅳ.再重復步驟Ⅱ,處理記錄的3組數(shù)據(jù),得到小晶體的體積。
(1)實驗中緩慢推動活塞,是為了保持________不變;
(2)為了減小實驗誤差,采用作直線圖線的方法來處理實驗數(shù)據(jù),右邊方格圖的縱坐標應標明的物理量是______,橫坐標則應標明_______;
(3)如果圖線的斜率用k表示,則注射器內(nèi)小晶體的體積V0與容積刻度V、氣體的壓強p的關系表達式為:V0=_______;
(4)采用作圖法處理實驗數(shù)據(jù),則本次數(shù)據(jù)的不足之處是_________。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com