【題目】如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段光滑水平,BC段為光滑圓弧,對應(yīng)的圓心角θ=37°,半徑r=2.5m,CD段平直傾斜且粗糙,各段軌道均平滑連接,傾斜軌道所在區(qū)域有場強大小為E=2×l05N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強電場.質(zhì)量m=5×l02kg、電荷量q=+1×106C的小物體(視為質(zhì)點)被彈簧槍發(fā)射后,沿水平軌道向左滑行,在C點以速度v0=3m/s沖上斜軌.以小物體通過C點時為計時起點,0.1s以后,場強大小不變,方向反向.已知斜軌與小物體間的動摩擦因數(shù)μ=0.25.設(shè)小物體的電荷量保持不變,取g=10m/s2sin37°=0.6,cos37°=0.8

1)求彈簧槍對小物體所做的功;

2)在斜軌上小物體能到達的最高點為P,求CP的長度.

【答案】1)彈簧槍對小物體所做的功為0.475J;

2)在斜軌上小物體能到達的最高點為PCP的長度為0.57m

【解析】試題分析:(1)設(shè)彈簧槍對小物體做功為Wf,由動能定理即可求解;

2)對小物體進行受力分析,分析物體的運動情況,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,結(jié)合運動學(xué)基本公式即可求解.

解:

1)設(shè)彈簧槍對小物體做功為Wf,由動能定理得Wf﹣mgrl﹣cosθ=mv02

代人數(shù)據(jù)得:Wf=0.475J ②

2)取沿平直斜軌向上為正方向.設(shè)小物體通過C點進入電場后的加速度為a1

由牛頓第二定律得:﹣mgsinθ﹣μmgcosθ+qE=ma1

小物體向上做勻減速運動,經(jīng)t1=0.1s后,速度達到v1,有:v1=v0+a1t1

③④可知v1=2.1m/s,設(shè)運動的位移為s1,有:sl=v0t1+a1t12

電場力反向后,設(shè)小物體的加速度為a2,由牛頓第二定律得:

﹣mgsinθ﹣μmgcosθ﹣qE=ma2

設(shè)小物體以此加速度運動到速度為0,運動的時間為t2,位移為s2,有:

0=v1+a2t2

s2=v1t2+a2t22

設(shè)CP的長度為s,有:s=s1+s2

聯(lián)立相關(guān)方程,代人數(shù)據(jù)解得:s=0.57m

答:(1)彈簧槍對小物體所做的功為0.475J

2)在斜軌上小物體能到達的最高點為P,CP的長度為0.57m

練習(xí)冊系列答案
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【題目】甲、乙兩隊拔河,甲隊獲勝,則下列說法正確的是()

A. 甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力,所以甲隊獲勝

B. 只有在甲隊把乙隊勻速拉過去時,甲對乙的拉力才等于乙對甲的拉力

C. 當(dāng)甲隊把乙隊加速拉過去時,甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力

D. 甲對乙的拉力始終等于乙對甲的拉力,只是地面對甲的最大靜摩擦力大于地面對乙的最大靜摩擦力,所以甲隊獲勝

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A. A板帶正電

B. 有電流從b經(jīng)用電器流向a

C. 金屬板AB間的電場方向向下

D. 等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場力

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【題目】央視新聞曾經(jīng)報道過美國的鳳凰號火星探測器的新聞,新聞中稱鳳凰號火星探測器搭乘一枚德爾諾2型火箭發(fā)射升空,歷時9個多月走完整整3.5億千米的漫長路程到達火星上空,探測器進入火星大氣層,由降落傘帶著以v1=90km/h的速度飄向火星表面,并在著陸前4s打開緩沖火箭,開始做勻減速直線運動,最后探測器以v=1m/s的速度成功軟著陸.結(jié)合這則新聞中提供的信息,試求:

1)探測器著陸時的加速度大小和方向?

2)打開緩沖火箭時,探測器離火星表面的豎直高度是多少?

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【題目】如圖所示為碰撞中的動量守恒實驗裝置示意圖。

(1)入射小球1與被碰小球2直徑相同,均為d,它們的質(zhì)量相比較,應(yīng)是m1________m2。

(2)為了保證小球做平拋運動,如何調(diào)整斜槽?_______

(3)之后的實驗步驟為:

A.在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙。

B.確定重錘對應(yīng)點O。

C.不放球2,讓球1從斜槽滑下,確定它落地點位置P。

D.把球2放在立柱上,讓球1從斜槽滑下,與球2正碰后,確定球1和球2落地點位置MN。

E.用刻度尺量OM、OP、ON的長度。

F.看是否相等,以驗證動量守恒。

上述步驟有幾步不完善或有錯誤,請指出并寫出相應(yīng)的正確步驟___________。

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A小球到達C點時對軌道壓力為2mg

B適當(dāng)減小E,小球一定能從B點飛出

C適當(dāng)增大E,小球到達C點的速度可能為零

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