如圖8-2-3所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為-q的小物體，可在水平軌道x上運(yùn)動(dòng)，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處在場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，小物體以初速度v0從點(diǎn)x0沿Ox軌道運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中受到大小不變的摩擦力f作用，且f＜qE，小物體與墻壁碰撞時(shí)不損失機(jī)械能，求它在停止前所通過的總路程.

圖8-2-3

解析：首先要認(rèn)真分析小物體的運(yùn)動(dòng)過程，建立物理情景.開始時(shí)，設(shè)物體從x0點(diǎn)，以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，它在水平方向受電場(chǎng)力qE和摩擦力f，方向均向左，因此物體向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到速度為零；而后，物體受向左的電場(chǎng)力和向右的摩擦力作用，因?yàn)閝E＞f，所以物體向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直到以一定速度與墻壁碰撞，碰后物體的速度與碰前速度大小相等，方向相反，然后物體將多次地往復(fù)運(yùn)動(dòng).

    但由于摩擦力總是做負(fù)功，物體機(jī)械能不斷損失，所以物體通過同一位置時(shí)的速度將不斷減小，直到最后停止運(yùn)動(dòng).物體停止時(shí)，所受合外力必定為零，因此物體只能停在O點(diǎn).

對(duì)于這樣幅度不斷減小的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，研究其全過程.電場(chǎng)力的功只跟始末位置有關(guān)，而跟路徑無關(guān)，所以整個(gè)過程中電場(chǎng)力做功WB=qEx0

    根據(jù)動(dòng)能定理W總=ΔEk，得：qEx0-fs=0-mv02

    所以s=.

答案：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量為1 kg的物體做直線運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖8-2-3所示.則物體在前10 s內(nèi)和后10 s內(nèi)所受外力的沖量分別是

A.10 N·s；10 N·s                                       B.10 N·s；－10 N·s

C.0；10 N·s                                                 D.0；－10 N·s

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科目：高中物理 來源： 題型：

原子在不停地做熱運(yùn)動(dòng)，為了能高精度地研究孤立原子的性質(zhì)，必須使它們幾乎靜止下來并能在一個(gè)很小的空間區(qū)域停留一段時(shí)間，例如納米技術(shù)中需要移動(dòng)或修補(bǔ)分子.科學(xué)家已發(fā)明了一種稱為“激光制冷”的技術(shù)，原理如下：

在一個(gè)真空室內(nèi)，一束非常準(zhǔn)直的Na-23原子束（通過樣品在1 000 K高溫下蒸發(fā)而獲得，原子做熱運(yùn)動(dòng)的速率近似為v0=1 000 m/s),受一束激光的正面照射，如圖15-2-3 所示.設(shè)原子處在基態(tài)，運(yùn)動(dòng)方向與激光光子的運(yùn)動(dòng)方向相反，選好激光頻率使光子能量E等于鈉原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)間能量差，原子就能吸收它而發(fā)生躍遷，躍遷后原子的速度為v1，隨后該原子發(fā)射光子并回到基態(tài).設(shè)所發(fā)射光子的運(yùn)動(dòng)方向與速度v0的方向總是相同的，此時(shí)原子的速度為v2,接著重復(fù)上述過程，直到原子的速度減小到零.

圖15-2-3

（1）吸收與發(fā)射光子的總次數(shù)為多少？

（2）原子停留在激發(fā)態(tài)上的時(shí)間稱為原子在這種狀態(tài)下的壽命，大小約為10-8 s.忽略每次吸收與發(fā)射光子的時(shí)間，按上述方式，原子初速度v0減小到零，共需多長(zhǎng)時(shí)間？該時(shí)間內(nèi)原子共走過的路程為多少？（E=3.36×10-19 J，鈉原子的質(zhì)量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖8-2-17所示，M、N為兩條水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距d=0.2 m.軌道上放置一質(zhì)量m=50 g的均勻金屬棒ab，其長(zhǎng)L=0.3 m,總電阻R=0.75 Ω，棒與兩導(dǎo)軌相垂直.已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V，內(nèi)電阻r=0.5 Ω，電阻R0=2 Ω；整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線與ab棒垂直，這時(shí)ab棒對(duì)軌道的壓力恰好為零，且棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài).求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.（取g=10 m/s2）

圖8-2-17

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

兩個(gè)帶電粒子以同一速度、同一位置進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中它們的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖8-2-3所示．粒子a的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為r1，粒子b的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為r2，且r2＝2r1，q1、q2分別是粒子a、b所帶的電荷量，則(　　)．

圖8-2-3

A．a帶負(fù)電、b帶正電，比荷之比為∶＝2∶1

B．a帶負(fù)電、b帶正電，比荷之比為∶＝1∶2

C．a帶正電、b帶負(fù)電，比荷之比為∶＝2∶1

D．a帶正電、b帶負(fù)電，比荷之比為∶＝1∶1

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