(2012年2月河北省衡水中學(xué)下學(xué)期一調(diào)考試)粗糙絕緣的水平面附近存在一個(gè)平行于水平面的電場,其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行,且沿x軸方向的電勢j與坐標(biāo)值x的關(guān)系如下表格所示:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

x/m

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

φ/105v

9.00

4.50

3.00

2.25

1.80

1.50

1.29

1.13

1.00

根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)可作出如右的jx圖像,F(xiàn)有一質(zhì)量為0.10kg,電荷量為1.0´10-7C帶正電荷的滑塊(可視作質(zhì)點(diǎn)),其與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.20。問:

(1)由數(shù)據(jù)表格和圖像給出的信息,寫出沿x軸的電勢jx的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。

(2)若將滑塊無初速地放在x=0.10m處,則滑塊最終停止在何處?

(3)在上述第(2)問的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,它的加速度如何變化?當(dāng)它位于x=0.15m時(shí)它的加速度多大?(電場中某點(diǎn)場強(qiáng)為jx圖線上某點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率)

(4)若滑塊從x=0.60m處以初速度v0沿-x方向運(yùn)動(dòng),要使滑塊恰能回到出發(fā)點(diǎn),其初速度v0應(yīng)為多大?

解析:

(1)由數(shù)據(jù)表格和圖像可得,電勢jx成反比關(guān)系,即V     (2分)

(2)由動(dòng)能定理     q(φ1)-μmg(x-x1)=0 

設(shè)滑塊停止的位置為x2,有

      q(φ12)-μmg(x2-x)=0 (2分)     

即  q(-)-μmg(x2-x) =0

代入數(shù)據(jù)有

1.0´10-7(-)-0.20×0.10×10(x2-0.1)=0

可解得x2=0.225m(舍去x2=0.1m)。                                                 (2分)     

由動(dòng)能定理 WF+Wf=△Ek= 0

有       q(φ1)-μmg(x-x1)=0                                     (1分)     

代入數(shù)據(jù)有   1.0´10-7(-)-0.20×0.10×10(x-x1)=0

可解得x1=0.0375m(舍去x1=0.6m)。                                      (1分)     

再對(duì)滑塊從開始運(yùn)動(dòng)到返回出發(fā)點(diǎn)的整個(gè)過程,由動(dòng)能定理

-2μmg(x-x1)=0-.                                                  (1分)     

代入數(shù)據(jù)有     2´0.20´0.10´10(0.60-0.0375)=0.5´0.10

可解得≈2.12m/s              (1分)

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013河北保定期末調(diào)研). 北京時(shí)間2012年2月25日凌晨O時(shí)12分,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號(hào) 丙”運(yùn)載火箭,將第十一顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星成功送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道,這是一 顆地球靜止軌道衛(wèi)星.“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)由靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)、中 軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成,中軌道衛(wèi)星軌道半徑約為27900公里,靜止軌道衛(wèi)星的半徑約為42400公里.(可供應(yīng)用).下列說法正確的是

A. 靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星向心加速度小

B. 靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均大于地球的第一宇宙速度

C. 中軌道衛(wèi)星的周期約為12. 7h

D. 地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的向心加速度比靜止軌道衛(wèi)星向心加速度大

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