分析 該題的研究情景是電場(chǎng),能夠?qū)π∥矬w進(jìn)行受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解問(wèn)題.要注意小物塊與A板碰撞時(shí)物理量的改變對(duì)問(wèn)題研究的影響.最后利用動(dòng)能定理即可求的電荷量
解答 解:(1)加電壓后,B極板電勢(shì)高于A板,小物塊在電場(chǎng)力作用與摩擦力共同作用下向A板做勻加速直線運(yùn)動(dòng).電場(chǎng)強(qiáng)度為 $E=\frac{{{U_{BA}}}}0tldvy0$
小物塊所受的電場(chǎng)力與摩擦力方向相反,則合外力為 F合=qE-μmg
故小物塊運(yùn)動(dòng)的加速度為 ${a_1}=\frac{F_合}{m}=\frac{{q{U_{BA}}-μmgd}}{md}=\frac{1}{2}μg$
設(shè)小物塊與A板相碰時(shí)的速度為v1,由 ${v}_{1}^{2}=2{a}_{1}$l
解得 ${v}_{1}=\sqrt{μgl}$
(2)小物塊與A板相碰后以v1大小相等的速度反彈,因?yàn)殡姾闪考半娦愿淖,電?chǎng)力大小與方向發(fā)生變化,摩擦力的方向發(fā)生改變,小物塊所受的合外力大小 為
${F_合}=μmg-\frac{qE}{2}$
加速度大小為 ${a_2}=\frac{F_合}{m}=\frac{1}{4}μg$
設(shè)小物塊碰后停止時(shí)距離為x,注意到末速度為零,有 $0-v_1^2=-2{a_2}x$
則 $x=\frac{v^2}{{2{a_2}}}=2l$
(3)設(shè)返回時(shí)的平均電量為q′,對(duì)全過(guò)程由動(dòng)能定律得:
qEl-2mgμl+q′El=0
q′=$\frac{1}{2}({\frac{1}{2}q+{q_t}})$
聯(lián)立以上兩式:qt=-$\frac{q}{6}$
答:(1)小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是$\sqrt{μgl}$
(2)小物塊碰撞后停在2l
(3)若小物塊與A板碰后向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電量由-$\frac{1}{2}$q隨離A板距離均勻減小,且恰好回到出發(fā)位置,則靜止時(shí)小物體的所帶電荷量的為-$\frac{q}{6}$
點(diǎn)評(píng) 本題考查電場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,受力分析、求合力、求加速度、運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解一些物理量.要注意研究問(wèn)題的情景隨運(yùn)動(dòng)過(guò)程的改變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 摩擦力對(duì)物體做的功為1J | B. | 電動(dòng)機(jī)增加的功率為1W | ||
C. | 傳動(dòng)帶克服摩擦力做的功為0.5J | D. | 電動(dòng)機(jī)多做的功為0.5J |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 微粒達(dá)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$ | |
B. | 微粒的加速度大小等于gsinθ | |
C. | 兩極板的電勢(shì)差UMN=$\frac{mgd}{qcosθ}$ | |
D. | 微粒從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程電勢(shì)能減少$\frac{mgd}{cosθ}$ |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向?yàn)樨Q直方向,縱波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向?yàn)樗椒较?/td> | |
B. | 簡(jiǎn)諧橫波在長(zhǎng)繩中傳播,繩上相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位移大小始終相等 | |
C. | 任一質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng) | |
D. | 如果振源停止振動(dòng),在介質(zhì)中傳播的波也就立即停止 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 速率一定越小 | B. | 速率一定越大 | ||
C. | 在磁場(chǎng)中通過(guò)的路程一定越長(zhǎng) | D. | 在磁場(chǎng)中的周期一定越大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | E | B. | $\frac{E}{2}$ | C. | $\frac{E}{3}$ | D. | $\frac{E}{4}$ |
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