Question

【題目】能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界中最重要的一條普遍規(guī)律。

（1）在光電效應(yīng)實驗中，一個電子在短時間內(nèi)能吸收到一個光子的能量，從金屬表面逸出。金屬表面的電子逸出具有最大動能，一般不易測量，經(jīng)常借助于轉(zhuǎn)化的思想，通過測量遏止電壓間接得出。已知入射光的頻率，金屬材料的截止頻率，光電子的電荷量，普朗克常量。根據(jù)光電效應(yīng)方程，請寫出遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系式；

（2）如圖所示，平滑軌道固定在豎直平面內(nèi)，其表面光滑，在點與高度為粗糙的水平軌道相切，滑塊從高度為的斜坡上處靜止滑下，與處的滑塊發(fā)生對心彈性碰撞，碰后滑塊滑上右側(cè)水平軌道，此過程中滑塊一直未脫離右側(cè)軌道，沿滑行一段距離后停止。已知的質(zhì)量均為，滑塊與間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為。求：

a.滑塊到達點的動能；

b.若增大的值，但仍保持滑塊一直不脫離軌道，則滑塊在段滑行的距離也隨之變化。請推導(dǎo)與的關(guān)系式，并作出圖像且指出橫截距物理量的意義；

c.對比兩實例，光電效應(yīng)中的逸出功對應(yīng)于該過程的哪個表達式？

Answer 1

【答案】（1）（2）a. b.；圖見解析；H0 c. mgH0

【解析】

（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程可得： 又，

解得

（2）a.滑塊M由A點到B點，由機械能守恒：

MN碰撞過程，由動量守恒和能量守恒關(guān)系可知：

解得v1=0，v2=v0

滑塊N從B到C由機械能守恒：

b.滑塊N從C點向右滑動x后停止，則由動能定理：

即，即 ，則作出x-H 圖像的橫截距表示H0，圖像如圖：

c.對比兩實例，光電效應(yīng)中的逸出功對應(yīng)于該過程的mgH0