如圖所示，距離為L的兩塊平行金屬板A、B豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，并與車內(nèi)電動勢為U的電池兩極相連，金屬板B下開有小孔，整個裝置質(zhì)量為M，靜止放在光滑水平面上，一個質(zhì)量為m帶正電q的小球以初速度v0沿垂直于金屬板的方向射入小孔，若小球始終未與A板相碰，且小球不影響金屬板間的電場．

(1)當小球在A、 B板之間運動時，車和小球各做什么運動？加速度各是多少？
(2)假設小球經(jīng)過小孔時系統(tǒng)電勢能為零，則系統(tǒng)電勢能的最大值是多少？從小球剛進入小孔，到系統(tǒng)電勢能最大時，小車和小球相對于地面的位移各是多少？

（1）小小球做勻減速運動，加速度；小車做勻加速運動，加速度
（2）系統(tǒng)的最大電勢能為 ；小球位移為；小車位移為

解析試題分析: （1）小球以初速度v0沿垂直金屬板的方向從B板底部小孔射入，且恰好不與A板相碰，說明小球與電容器板間電場間存在作用力，使小球做減速運動，小車做加速運動，
小球做勻減速運動，加速度
小車做勻加速運動，加速度
（2）系統(tǒng)的電勢能最大時，小球相對小車靜止，設此時小車與小球的速度均為v.
由動量守恒得（m+M）v=mv0，解得
則系統(tǒng)的最大電勢能為

根據(jù)運動學公式得：
小球位移為

小車位移為

考點：動量守恒定律；牛頓第二定律；電勢能

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，一細線的一端固定于傾角為的光滑楔形滑塊A上的頂端O處，細線另一端栓一質(zhì)量為的小球，取.

(1)當滑塊靜止時，線中拉力等于多少？
(2)當滑塊從靜止向左加速運動時，小球恰好對斜面無壓力，經(jīng)過2秒鐘小球運動的位移是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖是一個十字路口的示意圖，每條停車線到十字路中心O的距離均為20m。一人騎電動助力車以7m/s的速度到達停車線（圖中A點）時，發(fā)現(xiàn)左前方道路一輛轎車正以8m/s的速度駛來，車頭已抵達停車線（圖中B），設兩車均沿道路中央作直線運動，助力車可視為質(zhì)點，轎車長4.8m，寬度可不計。

（1）請通過計算判斷兩車保持上述速度勻速運動，是否會發(fā)生相撞事故？
（2）若轎車保持上述速度勻速運動，而助力車立即作勻加速直線運動，為避免發(fā)生相撞事故，助力車的加速度至少要多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）在消防演習中，消防隊員從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下，經(jīng)一段時間落地．為了獲得演習中的一些數(shù)據(jù)，以提高訓練質(zhì)量，研究人員在輕繩上端安裝一個力傳感器并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，用來記錄消防隊員下滑過程中輕繩受到的拉力與消防隊員重力的比值隨時間變化的情況．已知某隊員在一次演習中的收集的數(shù)據(jù)如圖所示，

(1)求該消防隊員在下滑過程中的最大速度和落地速度各是多少？（g取10m/s2)
(2)消防隊員在下滑過程總位移？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖所示，傳送帶與地面傾角θ＝37o，從Ａ到Ｂ長度為，傳送帶以＝10m/s　的速率逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為ｍ＝0.5kg的黑色煤塊，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5.煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色劃痕 已知sin37o＝0.6，g=10，（1）求煤塊從A到B的時間。（2）煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）某日有霧的清晨，一艘質(zhì)量為m=500t的輪船，從某碼頭由靜止起航做直線運動，并保持發(fā)動機的輸出功率等于額定功率不變，經(jīng)t0=10min后，達到最大行駛速度vm=20m/s，霧也恰好散開，此時船長突然發(fā)現(xiàn)航線正前方s0=480m處，有一只拖網(wǎng)漁船以v=5m/s的速度沿垂直航線方向勻速運動，且此時漁船船頭恰好位于輪船的航線上，輪船船長立即下令采取制動措施，附加了制動力F=1.0×105N,結(jié)果漁船的拖網(wǎng)剛好越過輪船的航線時，輪船也剛好從該點通過，從而避免了事故的發(fā)生，已知漁船連拖網(wǎng)共長L=200m。求：

（1）輪船減速時的加速度a多大？
（2）輪船的額定功率p多大？
（3）發(fā)現(xiàn)漁船時，輪船已離開碼頭多遠？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）特警隊員從懸停在空中離地235米高的直升機上沿繩下滑進行降落訓練，某特警隊員和他攜帶的武器質(zhì)量共為80 kg，設特警隊員用特制的手套輕握繩子時可獲得200 N的摩擦阻力，緊握繩子時可獲得1000 N的摩擦阻力，下滑過程中特警隊員不能自由落體，至少輕握繩子才能確保安全。g取10m/s2. 求：
（1）特警隊員輕握繩子降落時的加速度是多大？
（2）如果要求特警隊員在空中下滑過程中先輕握繩子加速下降，再緊握繩子減速下降，且著地時的速度等于5m/s，則下落時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）在平直的公路上，一輛汽車以1m/s2的加速度加速行駛了12 s，駛過了180 m，求：
（1）汽車開始加速時的速度多大？
（2）過了180 m處之后接著若以2 m/s2大小的加速度剎車，問再過12 s汽車離開始加速處多遠？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

在某路口，一輛小汽車在平直的公路上以速度VA向東勻速行駛，一位觀光旅客正由南北從斑馬線上橫過馬路，汽車司機發(fā)現(xiàn)前方有危險（旅客正在D處），經(jīng)一段反應時間，緊急剎車，但仍將正步行到B處的游客擦傷，該汽車最終在C處停下，為了清晰了解事故現(xiàn)場，現(xiàn)以下圖示之；為了判斷汽車司機是否超速行駛，警方派一警車以法定的最高速度vm=14.0m/s行駛在同一馬路的同一地段，在肇事汽車的起始制動點A緊急剎車，經(jīng)過x=14.0m后停下來，警車和肇事汽車緊急剎車的加速度相同, 在事故現(xiàn)場測得AB=17.5m，BC=14.0m，BD=3.4m，已知游客由D到B的平均速度為v人=2m/s.

問：（1）該肇事汽車的加速度大小­­­是多少？
（2）該肇事汽車的初速度vA­­­是多大？
（3）肇事汽車司機發(fā)現(xiàn)有危險到緊急剎車的反應時間是多少?

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