15．如圖所示，一個(gè)帶正電、電荷量為q、質(zhì)量為m的小球，以大小為v0的豎直向上的初速度，從平行板電容器的兩板正中央O點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，恰好垂直打在M板的N點(diǎn)，已知OM=MN，則小球到達(dá)N點(diǎn)的速率和兩板間的電勢(shì)差為多少？

分析 微粒在電場(chǎng)中受到重力和電場(chǎng)力兩個(gè)力作用，采用運(yùn)動(dòng)的分解法可知，微粒在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同．運(yùn)用平均速度表示兩個(gè)方向的位移，求解打在B點(diǎn)時(shí)微粒的速度．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出BC距離，再由U=Ed求出電勢(shì)差．

解答 解：設(shè)微粒從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為t，AC=BC=d，則有
   水平方向：$\frac{v}{2}t=d$
   豎直方向：$\frac{{v}_{0}}{2}t=d$
得：v=v0
研究豎直方向，得到：
${0}^{2}-{v}_{0}^{2}=-2gd$
得：d=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2g}$
所以A、B點(diǎn)的電勢(shì)差為：U=Ed=$\frac{E{v}_{0}^{2}}{2g}$
答：小球到達(dá)N點(diǎn)的速率v0，兩板間的電勢(shì)差為$\frac{E{v}_{0}^{2}}{2g}$．

點(diǎn)評(píng) 本題微粒做的是非類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，由于重力和電場(chǎng)力都是恒力，采用的是運(yùn)動(dòng)的分解法．常見(jiàn)題型．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

5．如圖所示，在足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平直線軌道上方的P點(diǎn)，固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷），從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度為v．已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電勢(shì)為φ（取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零），P到物塊的重心豎直距離為h，P、A連線與水平軌道的夾角為60°，k為靜電常數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．物塊在A點(diǎn)的電勢(shì)能EPA=Qφ
B．物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大小為mg+$\frac{3\sqrt{3}kqQ}{8{h}^{2}}$
C．點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小EB=K$\frac{q}{{h}^{2}}$
D．點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電勢(shì)φB=$\frac{m}{2q}$（v02-v2）+φ

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）利用甲圖裝置，小車(chē)在橡皮筋的作用下運(yùn)動(dòng)，如圖丙的4條紙帶中最符合實(shí)驗(yàn)要求的是B．

（2）某同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了更改，如乙圖，把橡皮筋的固定點(diǎn)改為A點(diǎn)，操作如下：
a、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車(chē)后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車(chē)后小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
b、將橡皮筋固定在小車(chē)前端．拉長(zhǎng)橡皮筋使小車(chē)位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，記下小車(chē)位置．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車(chē)．
c、用2 條、3 條、4 條、5 條、6 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)．
d、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的6條紙帶中，分別找出小車(chē)開(kāi)始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v1、v2、v3、v4、v5、v6．
相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表
實(shí)驗(yàn)次數(shù)條數(shù)速度m/s速度平方m2/s2
111.281.64
221.753.06
332.104.41
442.265.11
552.687.18
662.968.76
①請(qǐng)把操作步驟a補(bǔ)充完整．
②用W0表示一條橡皮筋做的功，請(qǐng)?jiān)谌鐖D丁的坐標(biāo)紙上畫(huà)W-v2圖象．
③根據(jù)你畫(huà)的W-v2圖象，你認(rèn)為該同學(xué)第4次實(shí)驗(yàn)操作出現(xiàn)了問(wèn)題，問(wèn)題在于該次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)釋放的位置距離較近（填“遠(yuǎn)”或“近”）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

3．現(xiàn)要用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”：一傾角θ可調(diào)的斜面上安裝有兩個(gè)光電門(mén)，其中光電門(mén)乙固定在斜面上，光電門(mén)甲的位置可移動(dòng)．不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端固定在帶有遮光片（寬度為d）的滑塊上，另一端通過(guò)光滑定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平行（通過(guò)滑輪調(diào)節(jié)）．當(dāng)滑塊沿斜面下滑時(shí)，與光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器可以顯示遮光片擋光的時(shí)間t，從而可測(cè)出滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v．改變光電門(mén)甲的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，比較外力所做的功W與系統(tǒng)動(dòng)能的增量△Ek的關(guān)系，即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）調(diào)節(jié)斜面的傾角θ，用以平衡滑塊的摩擦力．將帶有遮光片的滑塊置于斜面上，輕推滑塊，使之運(yùn)動(dòng)．可以通過(guò)遮光片經(jīng)過(guò)兩光電門(mén)的時(shí)間是否相等判斷滑塊是否正好做勻速運(yùn)動(dòng)；
（2）按設(shè)計(jì)的方法安裝好實(shí)驗(yàn)器材．將滑塊從遠(yuǎn)離光電門(mén)甲的上端由靜止釋放，滑塊通過(guò)光電門(mén)甲、乙時(shí)，遮光片擋光的時(shí)間分別t1和t2，則滑塊通過(guò)甲、乙兩光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度分別為$\fracrtaayfi{{t}_{1}}$和$\fractg95cy4{{t}_{2}}$；
（3）用天平測(cè)出滑塊（含遮光片）的質(zhì)量M及重物的質(zhì)量m，用米尺測(cè)出兩光電門(mén)間的距離s，比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac9k95wog{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracjpwagjr{{t}_{1}}$）2，的大小，在誤差允許的范圍內(nèi)，若兩者相等，可得出合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置來(lái)探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面？實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：

（1）將一塊一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在桌面上，在長(zhǎng)木板的另一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
（2）把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，連在小車(chē)后端，用細(xì)線跨過(guò)定滑輪連接小車(chē)和鉤碼；
（3）把小車(chē)?yán)娇拷螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，接通電源，從靜止開(kāi)始釋放小車(chē)，得到一條紙帶；
（4）關(guān)閉電源，通過(guò)分析小車(chē)位移與速度的變化關(guān)系來(lái)研究合外力對(duì)小車(chē)所做的功與速度變化的關(guān)系？
如圖2是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn)，A、B、C是紙帶的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，用刻度尺測(cè)得A、B、C到O的距離如圖所示，已知所用交變電源的頻率為50Hz，問(wèn)：
（1）打B點(diǎn)時(shí)刻，小車(chē)的瞬時(shí)速度vB=0.40m/s？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）本實(shí)驗(yàn)中，若鉤碼下落高度為h1時(shí)合外力對(duì)小車(chē)所做的功W0，則當(dāng)鉤碼下落h2時(shí)，合外力對(duì)小車(chē)所做的功為$\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}$W0？（用h1、h2、W0表示）
（3）實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)畫(huà)出小車(chē)位移x與速度v的關(guān)系圖象如圖3所示？根據(jù)該圖形狀，某同學(xué)對(duì)W與v的關(guān)系作出的猜想，肯定不正確的是AC（填寫(xiě)選項(xiàng)字母代號(hào)）
A．W∝v         B．W∝v2 C．W∝$\frac{1}{v}$          D．W∝v3
（4）在本實(shí)驗(yàn)中，下列做法能有效地減小實(shí)驗(yàn)誤差的是ABC（填寫(xiě)選項(xiàng)字母代號(hào)）A．把長(zhǎng)木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)中控制鉤碼的質(zhì)量，使其遠(yuǎn)小于小車(chē)的總質(zhì)量C．調(diào)節(jié)滑輪高度，使拉小車(chē)的細(xì)線和長(zhǎng)木板平行D．先讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：作圖題

20．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)等邊三角形ABC，且電場(chǎng)線平行于該三角形平面．已知φA=2V，φB=8V，φC=4V．用作圖法，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出過(guò)C點(diǎn)的等勢(shì)面和過(guò)A點(diǎn)的電場(chǎng)線．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

7．物理課上老師拿出了如圖1所示的一套實(shí)驗(yàn)裝置問(wèn)同學(xué)們可以用來(lái)完成高中物理中的哪些學(xué)生實(shí)驗(yàn)，下面是甲、乙、丙三位同學(xué)的不同構(gòu)想．、
（1）甲同學(xué)用此裝置來(lái)完成《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)．
①要完成該實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是：AC（填字母代號(hào)）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)讓小車(chē)盡量的靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先放開(kāi)小車(chē)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
C．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車(chē)受到的摩擦力時(shí)，不應(yīng)將鉤碼通過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上
D．通過(guò)增減小車(chē)上的砝碼改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
②設(shè)鉤碼的總質(zhì)量為m，小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為M，實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行m和M的選取，以下最合理的一組是：C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（2）乙同學(xué)用該裝置來(lái)完成《探究繩的拉力做功與小車(chē)動(dòng)能變化的關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)．
平衡摩擦力后，當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車(chē)時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)快，致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少，難以選到合適的點(diǎn)來(lái)計(jì)算小車(chē)的速度，在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法：在小車(chē)上加適量鉤碼．
（3）丙同學(xué)用該裝置來(lái)完成《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)．
①實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶如圖2所示，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測(cè)量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)（標(biāo)號(hào)0～6），測(cè)出0到1、2、3、4、5、6點(diǎn)的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6，打點(diǎn)周期為T(mén)．則打下點(diǎn)2時(shí)小車(chē)的速度v2=$\frac{ln4cc4k_{3}-v9n4mys_{1}}{2T}$；若測(cè)得小車(chē)的質(zhì)量為M、鉤碼的總質(zhì)量為m，打下點(diǎn)1和點(diǎn)5時(shí)小車(chē)的速度分別用v1、v5表示，已知重力加速度為g，若不計(jì)一切阻力，則驗(yàn)證點(diǎn)1與點(diǎn)5間系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的關(guān)系式可表示為mg（d5-dv1）=$\frac{1}{2}$（M+m）（v52-v12）（用相關(guān)的字母表示）．
②下列有關(guān)三位同學(xué)都用以上裝置分別完成各自的實(shí)驗(yàn)中你認(rèn)為正確的是：CD
A．實(shí)驗(yàn)中甲必須用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量，乙、丙不需要測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量
B．實(shí)驗(yàn)中甲、乙必須將長(zhǎng)木板墊起一定角度以平衡摩擦力，丙不需要平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)中甲、乙、丙都要滿(mǎn)足鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
D．實(shí)驗(yàn)中甲、乙、丙都要先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)，且小車(chē)要盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

4．下列關(guān)于重力、彈力、摩擦力的說(shuō)法正確的是（　�。�
A．重力與物體的質(zhì)量和所在的地理位置有關(guān)
B．摩擦力一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反
C．有摩擦力不一定有彈力
D．在粗糙程度一定的情況下，接觸面間的壓力越大，摩擦力也一定越大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對(duì)水平面傾角為θ（如圖），彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)速度大于$\sqrt{gRtanθ}$，則（　　）
A．內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車(chē)輪輪緣有擠壓B．外軌對(duì)外側(cè)車(chē)輪輪緣有擠壓
C．火車(chē)所受合力大小等于mgtanθD．火車(chē)所受合力為零

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案