【題目】如圖所示,長(zhǎng)為L的絕緣細(xì)線,一端懸于O點(diǎn),另一端連接帶電量為一q的金屬小球A,置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球所受的電場(chǎng)力是其重力的倍,電場(chǎng)范圍足夠大,在距O點(diǎn)為L的正下方有另一完全相同的不帶電的金屬小球B置于光滑絕緣水平桌面的最左端,桌面離地距離為H,現(xiàn)將細(xì)線向右水平拉直后從靜止釋放A球。(重力加速度為g)

(1)A球與B球碰撞前的速度?(小球體積可忽略不計(jì))

(2)(2+)L=0.1m,H=0.6m,g=10m/s2.B球落地時(shí)的速度大小是多少?(不計(jì)碰撞過程中機(jī)械能損失及小球間庫(kù)侖力的作用)

【答案】(1) (2)4m/s

【解析】試題分析:(1)小球釋放后,受到向左的電場(chǎng)力和重力,沿著電場(chǎng)力和重力的合力做勻加速運(yùn)動(dòng),直到繩子繃緊,由動(dòng)能定理求出繩子剛繃緊時(shí)的速度.細(xì)繩突然繃緊時(shí),小球只剩下切向速度,接著小球繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理求出A球與B球碰撞前的速度;

(2)兩球碰撞過程,機(jī)械能和動(dòng)量都守恒,根據(jù)守恒關(guān)系列式,可求出碰后兩球的速度.碰撞過程,兩球電荷平分,B球離開桌面后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解落地時(shí)的速度大小。

(1)如圖所示,金屬球A由a到b過程做勻加速直線運(yùn)動(dòng),細(xì)繩與水平方向夾角為60°時(shí)突然繃緊.由題意,由數(shù)學(xué)知識(shí)知,α=30°,故電場(chǎng)力和重力的合力:,由動(dòng)能定理得,求得,在b點(diǎn)細(xì)繩突然繃緊時(shí),小球只剩下切向速度,大小為,球A由b到c過程中,細(xì)繩的拉力對(duì)A球不做功,由動(dòng)能定理得,解得

(2)A球與B球碰撞動(dòng)量守恒和機(jī)械能不損失有:,,解得:(即A、B球交換速度);

A球與B球接觸過程電荷量守恒有,B球由碰后到落地過程中豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng):,得,落地時(shí),,水平方向勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度,所以,則B球落地速度是。

點(diǎn)晴:本題的物理過程較多,綜合性很強(qiáng),關(guān)鍵是分析物體的受力情況,把握每個(gè)過程遵循的物理規(guī)律,對(duì)于彈性碰撞,應(yīng)根據(jù)機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒列式,兩球質(zhì)量相等,會(huì)交換速度。

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】某在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),下列物體中可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理的是

A.研究國(guó)慶閱兵時(shí)主戰(zhàn)坦克駛過廣場(chǎng)的時(shí)間

B.拍攝危機(jī)奔跑中的同學(xué)

C.4×100米比賽中正在交接的短棍

D.正在駛?cè)胲囄坏钠嚕?/span>

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,是兩個(gè)固定的等量的正電荷的電場(chǎng)分布情況, 為兩電荷連線的中點(diǎn), 為兩電荷連線的中垂線,將一正電荷點(diǎn)沿著中垂線移至無窮遠(yuǎn)處的過程中,下列結(jié)論正確的有( )

A. 電勢(shì)能逐漸減小 B. 電勢(shì)能逐漸增大

C. 受到的電場(chǎng)力逐漸減小 D. 受到的電場(chǎng)力逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)站在裝有力傳感器的輕板上做下蹲-起立的動(dòng)作。如圖所示為記錄的力隨時(shí)間變化的圖線,縱坐標(biāo)為力(單位為牛頓),橫坐標(biāo)為時(shí)間(單位為秒)。由圖線可知,該同學(xué)的體重約為650N,除此以外,以下有關(guān)由圖線還可以得到的信息,其中正確的是

A. 該同學(xué)做了兩次下蹲-起立的動(dòng)作

B. 該同學(xué)做了一次下蹲-起立的動(dòng)作

C. 下蹲過程中人處于失重狀態(tài),起立過程中人處于超重狀態(tài)

D. 下蹲過程中人所受重力先變小后變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為 E ,內(nèi)阻為 r,R 為可變電阻,其余電阻為定值電阻。則開關(guān) S 閉合后,當(dāng)R變小時(shí),以下說法正確的是 ( )

A. 電阻 R1 的功率變小

B. 電阻 R2 的功率變大

C. 電阻 R3 的功率變大

D. 電阻 R4 的功率變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的直角三角板緊貼在固定的刻度尺上方,若使三角板沿刻度尺向右勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),一支鉛筆從三角板直角邊的最下端,由靜止開始沿此邊向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),下列關(guān)于鉛筆尖的運(yùn)動(dòng)及其留下的痕跡的判斷,其中正確的有( )

A.筆尖留下的痕跡是一條傾斜的直線
B.筆尖留下的痕跡是一條拋物線
C.在運(yùn)動(dòng)過程中,筆尖的速度方向始終保持不變
D.在運(yùn)動(dòng)過程中,筆尖的加速度方向始終保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列各組物理量中,全部是矢量的有:()

A.位移、力、加速度、速度

B.路程、加速度、位移、重力

C.密度、時(shí)間、質(zhì)量、路程

D.重力、路程、時(shí)間、速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在用圖所示單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的操作步驟如下:

a.取一根細(xì)線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺(tái)上;

b.用米尺測(cè)量細(xì)線長(zhǎng)度為ll與小球半徑之和記為擺長(zhǎng);

c.緩慢拉動(dòng)小球,使細(xì)線偏離豎直方向約為5位置由靜止釋放小球;

d.用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t,計(jì)算單擺周期Tt/n;

e.用公式計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?/span>

f. 改變細(xì)線長(zhǎng)度,重復(fù)bc、de步驟,進(jìn)行多次測(cè)量。

1在上述步驟中,錯(cuò)誤的是_________(寫出該步驟的字母);改正后正確的應(yīng)該是:__________________________________

2該同學(xué)為了減少誤差,利用上述未改正錯(cuò)誤測(cè)量中的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了圖像,該圖像對(duì)應(yīng)圖中的________圖。

3用單擺測(cè)定重力加速度的正確實(shí)驗(yàn)中,下列做法有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是_________。

A.適當(dāng)加長(zhǎng)擺線

B.質(zhì)量相同,體積不同的擺球,應(yīng)選用體積較大的

C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大

D.當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí),用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期

4北京時(shí)間2005522日上午10點(diǎn)05分,中國(guó)女子登山隊(duì)首次登上珠穆朗瑪峰頂峰,五星紅旗再一次在珠峰峰頂飄揚(yáng)。若登山隊(duì)員利用單擺來確定珠峰的高度,測(cè)得該單擺在海平面處的周期是0,在峰頂?shù)闹芷谑?/span>T,則珠峰頂峰的海拔高度h _______(地球可看作質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物體做直線運(yùn)動(dòng)v﹣t圖象如圖所示,下列說法是正確的是 ( )

A.物體在4s末返回出發(fā)點(diǎn)
B.物體在第2s內(nèi)和第3s內(nèi)的加速度是不同的
C.物體在第1s末運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化
D.物體在6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程是3m

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