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光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板(水平部分足够长),质量为4m;距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m、电量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置置于场强为E的水平向右的匀强电场中。初始时刻,滑板与小物体都静止。试求:  (1)释放小物体后,其第一次与滑板A壁相碰前小物体的速率v1多大?   (2)若小物体与A壁碰后相对地面的速度大小为碰前速率的3/5,则小物体在第二次跟A壁碰撞之前瞬间,滑板相对于水平面的速度v2和小物体相对于水平面的速度v3分别为多大?  (3)小物体从开始运动到第二次碰撞前瞬间,电场力做功为多大?(设碰撞时间极短且无能量损失,碰撞前后小物体带电量保持不变)


【解析】(1)释放小物体,物体在电场力作用下水平向右运动,此时,滑板静止不动,对于小物体,

 


由动能定理得:          

 


(2)碰后小物体反弹,由动量守恒定律:得                  得                 .之后

 


滑板以v2匀速运动,直到与物体第二次碰撞,从第一次碰撞到第二次碰撞时,物体与滑板

 


位移相等、时间相等、平均速度相等

 


    (3)电场力做功等于系统所增加的动能                      


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


一颗子弹以水平速度穿透一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后,二者运动感方向均不变。设子弹与木块间相互作用力恒定,木块最后速度为v,则

A.越大,v越大

B.越小,v越大

C.子弹质量越大,v越大

D.木块质量越小,v越大

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一水平放置的圆盘绕竖直轴转动,在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准,使二者间连线与转轴平行,分别置于;圆盘的上下两侧,且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动,激光器接收到一个激光信号,并将其输入计算机,经处理后画出相应图线。图(a)为该装置示意图,图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线,横坐标表示时间,纵坐标表示接收到的激光信号强度,图中Dt1=1.0´10-3 s,Dt2=0.8´10-3 s。

(1)利用图(b)中的数据求1 s时圆盘转动的角速度;

(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向;

(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度Dt3

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C。重物A(视为质点)位于B的右端,A、B、C的质量相等。现A和B以同一速度滑向静止的C、B与C发生正碰。碰后B和C粘在一起运动,A在C上滑行,A与C有摩擦力。已知A滑到C的右端而未掉下。试问:从B、C发生正碰到A刚移到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍。

 


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如图,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度向左运动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒AA与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t=3s有两个光滑的质量为m=1kg的小球B自传送带的左端出发,以v0=15m/s的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t1=1s/3而与木盒相遇。求(取g=10m/s2

(1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度时多大?

(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?

(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?

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如图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计,试求:

(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.

(2)粒子在磁场中运动的时间.

(3)bO的距离.

 


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科目:高中物理 来源: 题型:


如图甲所示,两水平放置的平行金属板C、D相距很近,上面分别开有小孔OO',水平放置的平行金属导轨P、Q与金属板C、D接触良好,且导轨处在B1=10T的匀强磁场中,导轨间距L=0.5m,金属棒AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动,其速度图象如图乙.若规定向右运动的速度方向为正,从t=0时刻开始,由C板小孔O处连续不断以垂直于C板方向飘入质量为m = 3.2×10-21kg、电量q = +1.6×10-19C的粒子(飘入的速度很小,可视为零).在D板外侧有以MN为边界的足够大的匀强磁场B2=10T,MND相距,B1B2的方向如图所示(粒子重力及相互作用不计),求:

(1)0~4.0s时间内哪些时刻发射的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN?

(2)粒子从边界MN射出来的位置之间的最大距离为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为d1,间距为d2.两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒ab放在导轨上,并与导轨垂直. (设重力加速度为g)

(1)若a进入第2个磁场区域时,b以与a同样的速度进入第1个磁场区域,求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek

(2)若a进入第2个磁场区域时,b恰好离开第1个磁场区域;此后a离开第2个磁场区域时,b 又恰好进入第2个磁场区域.且ab在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求b穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热Q

(3)对于第(2)问所述的运动情况,求a穿出第k个磁场区域时的速率

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科目:高中物理 来源: 题型:


用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的直径。如图所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率(k<0),则

A.圆环具有扩张的趋势

B.圆环中产生逆时针方向的感应电流

C.圆环中感应电流的大小为krS/2ρ

D.图中a、b两点之间的电势差

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