【題目】在足夠大的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一條與電場(chǎng)線平行的直線,如圖中的虛線所示。直線上有兩個(gè)小球AB,質(zhì)量均為m。電荷量為qA球恰好靜止,電荷量為2.5qB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(yùn)動(dòng)并與A球發(fā)生正碰,碰撞時(shí)間極短,碰撞中A、B兩球的總動(dòng)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(kù)侖力和萬有引力,重力加速度用g表示。求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)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(shí)間間隔會(huì)相等嗎?如果相等,請(qǐng)計(jì)算該時(shí)間間隔T;如果不相等,請(qǐng)說明理由。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】(1)由題意可知,帶電量為qA球在重力和電場(chǎng)力的作用下恰好靜止

qE=mg

可得勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=

(2)由靜止釋放B球,B球?qū)⒃谥亓碗妶?chǎng)力的作用下向上運(yùn)動(dòng),設(shè)與A球碰撞前瞬間速度為v1

由動(dòng)能定理(2.5qE-mgL=m v12

解得v1=

A、B兩球碰撞時(shí)間很短,且無動(dòng)能損失,由動(dòng)量守恒和動(dòng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),B球又開始向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)到第二次碰撞前的時(shí)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(dòng)量守恒且無動(dòng)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(yùn)動(dòng),速度為a t1=2 v1

B球向上做初速度為v1的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

設(shè)到第三次碰撞前的時(shí)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(shí)間間隔相等,該時(shí)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(cè)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(yùn)動(dòng)的情景,當(dāng)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R時(shí),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(yùn)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(yùn)行線速度從v變?yōu)?/span>

C. 若衛(wèi)星運(yùn)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(yùn)行線速度從v變?yōu)?/span>,則衛(wèi)星運(yùn)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(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①如圖1所示,木板置于水平桌面上,用墊塊將長(zhǎng)木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng);

②保持長(zhǎng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后,釋放小車,讓小車從靜止開始加速下滑;

③實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,相鄰的各計(jì)時(shí)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖2所示。電源的頻率為f。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答如下問題:

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

(2)為探究從B點(diǎn)到D點(diǎn)的過程中,做功與小車速度變化的關(guān)系,則實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)量的量有____________;

3請(qǐng)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(shí),B板運(yùn)動(dòng)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(shì)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(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力可忽略)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置,完成以下填空。

實(shí)驗(yàn)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(cè)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(dòng)時(shí),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(cè)出滑塊分別通過光電門1和光電門2時(shí)的擋光時(shí)間Δt1Δt2;

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(shí),可以確定系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動(dòng)能分別為Ek1________________Ek2________________

(2)在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp________(重力加速度為g);

(3)如果滿足關(guān)系式________________(Ek1Ek2ΔEp表示),則可認(rèn)為驗(yàn)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(gè)過程,其中bc的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn),cd垂直于ab且與水平軸平行,dabc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(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)中,計(jì)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(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格

D.求每滴體積時(shí),lmL的溶液的滴數(shù)誤多記了10

2)在做用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)時(shí),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(cè)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(cè)得油酸膜的近似輪廓如圖所示,圖中正方形小方格的邊長(zhǎng)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(cè)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(gè)與車連為一體的半徑為R1/4光滑圓弧軌道。車的右端固定一個(gè)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(diǎn))緊靠彈簧,小物塊與車上點(diǎn)右側(cè)平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),設(shè)開始彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)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(diǎn)A,則下列說法正確的是(不計(jì)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(diǎn),系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

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

C. 最終小物塊相對(duì)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(chǎng)(未畫出).一群相同的帶電粒子以相同速率v0,由P點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場(chǎng).當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1時(shí),所有粒子出磁場(chǎng)的區(qū)域占整個(gè)圓周長(zhǎng)的,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為B2時(shí),這些粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)弧長(zhǎng)最長(zhǎng)的是.則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1B2的比值是(粒子不計(jì)重力)(  )

A. B. C. D.

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同步練習(xí)冊(cè)答案