【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(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°,半徑r=2.5mCD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(chǎng)強(qiáng)大小為E=2×l05N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場(chǎng).質(zhì)量m=5×l02kg、電荷量q=+1×106C的小物體(視為質(zhì)點(diǎn))被彈簧槍發(fā)射后,沿水平軌道向左滑行,在C點(diǎn)以速度v0=3m/s沖上斜軌.以小物體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),0.1s以后,場(chǎng)強(qiáng)大小不變,方向反向.已知斜軌與小物體間的動(dòng)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(duì)小物體所做的功;

2)在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P,求CP的長(zhǎng)度.

【答案】1)彈簧槍對(duì)小物體所做的功為0.475J;

2)在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P,CP的長(zhǎng)度為0.57m

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

2)對(duì)小物體進(jìn)行受力分析,分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式即可求解.

解:

1)設(shè)彈簧槍對(duì)小物體做功為Wf,由動(dòng)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(guò)C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)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(yùn)動(dòng),經(jīng)t1=0.1s后,速度達(dá)到v1,有:v1=v0+a1t1

③④可知v1=2.1m/s,設(shè)運(yùn)動(dòng)的位移為s1,有:sl=v0t1+a1t12

電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)到速度為0,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,位移為s2,有:

0=v1+a2t2

s2=v1t2+a2t22

設(shè)CP的長(zhǎng)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(duì)小物體所做的功為0.475J;

2)在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P,CP的長(zhǎng)度為0.57m

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】甲、乙兩隊(duì)拔河,甲隊(duì)獲勝,則下列說(shuō)法正確的是()

A. 甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力,所以甲隊(duì)獲勝

B. 只有在甲隊(duì)把乙隊(duì)勻速拉過(guò)去時(shí),甲對(duì)乙的拉力才等于乙對(duì)甲的拉力

C. 當(dāng)甲隊(duì)把乙隊(duì)加速拉過(guò)去時(shí),甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力

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

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【題目】目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī),如圖表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒,而從整體來(lái)說(shuō)(呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場(chǎng),磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B,這時(shí)金屬板上就聚集了電荷.在磁極配置如圖所示的情況下,下述說(shuō)法正確的是( )

A. A板帶正電

B. 有電流從b經(jīng)用電器流向a

C. 金屬板A、B間的電場(chǎng)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(chǎng)力

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【題目】央視新聞曾經(jīng)報(bào)道過(guò)美國(guó)的鳳凰號(hào)火星探測(cè)器的新聞,新聞中稱鳳凰號(hào)火星探測(cè)器搭乘一枚德?tīng)栔Z2型火箭發(fā)射升空,歷時(shí)9個(gè)多月走完整整3.5億千米的漫長(zhǎng)路程到達(dá)火星上空,探測(cè)器進(jìn)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(yùn)動(dòng),最后探測(cè)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(cè)器著陸時(shí)的加速度大小和方向?

2)打開緩沖火箭時(shí),探測(cè)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(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng),如何調(diào)整斜槽?_______

(3)之后的實(shí)驗(yàn)步驟為:

A.在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫紙。

B.確定重錘對(duì)應(yīng)點(diǎn)O。

C.不放球2,讓球1從斜槽滑下,確定它落地點(diǎn)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(diǎn)位置MN。

E.用刻度尺量OM、OP、ON的長(zhǎng)度。

F.看是否相等,以驗(yàn)證動(dòng)量守恒。

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

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A小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為2mg

B適當(dāng)減小E,小球一定能從B點(diǎn)飛出

C適當(dāng)增大E,小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零

D,要使小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到C,則應(yīng)將H至少調(diào)整為

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A. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從NM的平均速度相同

B. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度方向都相同

C. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)出發(fā)到任意時(shí)刻的平均速度都相同

D. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從NM的平均速率相同

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【題目】如圖所示,在光滑絕緣的水平面上,有一棱形ABCD,對(duì)角線焦點(diǎn)為O,在頂點(diǎn)B、D處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷,若將一個(gè)帶正電的小球從A點(diǎn)靜止釋放,小球?qū)⒀貙?duì)角線AC做往返運(yùn)動(dòng)。則

A.B、D處固定的是等量的正電荷

B.B、D處固定的是等量的異種電荷

C.在A、C的連線上O點(diǎn)電勢(shì)最低

D.運(yùn)動(dòng)小球在O處的機(jī)械能最小

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