20.如圖所示,一光滑絕緣水平木板(木板足夠長)固定在水平向左、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,一電量為q(帶正電)的物體在水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開始向右加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間t撤去這個(gè)力,又經(jīng)時(shí)間2t物體返回A點(diǎn),求:
(1)水平恒力F的大。
(2)物體返回到A點(diǎn)時(shí)的速度VA的大。

分析 (1)物體先向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),然后向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),再向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度,然后由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式求出恒力大小.
(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式求出物體回到A點(diǎn)時(shí)的速度.

解答 解:設(shè)從A點(diǎn)到撤去水平拉力時(shí)物體的位移為s;
(1)由牛頓第二定律得:
有恒力時(shí):a1=$\frac{F-qE}{m}$,
撤去恒力后:a2=$\frac{qE}{m}$,
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式得:
s=$\frac{1}{2}$a1t2,-s=a1t×2t-$\frac{1}{2}$a2(2t)2,
解得:F=1.8qE;
(2)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式可知,
物體回到A點(diǎn)時(shí)的速度:
vA=a1t-a2×2t=-$\frac{6qEt}{5m}$,符號(hào)表示:方向水平向左;
答:(1)水平恒力F的大小為1.8qE.
(2)物體返回到A點(diǎn)時(shí)的速度VA的大小為$\frac{6qEt}{5m}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求拉力大小、物體的速度問題,分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程是解題的前提與關(guān)鍵,應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以解題;解題時(shí)要注意,有拉力時(shí)物體的位移與撤去拉力后物體回到A點(diǎn)過程的位移大小相等、方向相反.

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:計(jì)算題

15.如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的1/4圓弧形,固定在豎直面內(nèi),管口B與圓心O等高,管口C與水平軌道平滑連接.質(zhì)量為m的帶正電小球(小球直徑略小于細(xì)圓管直徑)從管口B正上方的A點(diǎn)自由下落,A、B間距離為4R,從小球進(jìn)入管口開始,整個(gè)空間中突然加上一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)電場,小球經(jīng)過管口C滑上水平軌道,已知小球經(jīng)過管口C時(shí),對(duì)管底的壓力為10mg,小球與水平軌道之間的動(dòng)摩擦因素為μ.設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量沒有改變,重力加速度為g,求:
(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大。
(3)小球在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.下列關(guān)于重心、彈力和摩擦力的說法,正確的是( 。
A.物體的重心一定在物體的幾何中心上
B.勁度系數(shù)越大的彈簧,產(chǎn)生的彈力越大
C.動(dòng)摩擦因數(shù)與物體之間的壓力成反比,與滑動(dòng)摩擦力成正比
D.靜摩擦力的大小不隨正壓力的增大而增大

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.有一電阻R,其阻值大約在40Ω至50Ω之間,需進(jìn)一步測定其阻值,現(xiàn)有下列器材:
電池組ε,電動(dòng)勢為9V,內(nèi)阻忽略不計(jì);
電壓表V,量程為0至10V,內(nèi)阻20kΩ;
電流表A1,量程為0至50mA,內(nèi)阻約20Ω;
電流表A2,量程為0至300mA,內(nèi)阻約4Ω;
滑動(dòng)變阻器R1,阻值范圍為0至100Ω,額定電流1A;
滑動(dòng)變阻器R2,阻值范圍為0至1700Ω,額定電流0.3A,
開關(guān)S及導(dǎo)線若干.
實(shí)驗(yàn)中要求多測幾組電流、電壓值.在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選A2電流表和R1滑動(dòng)變阻器,并且采用電流表外接法(填“內(nèi)接法”或“外接法”).

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.如圖1所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車(包含發(fā)射器)和砝碼的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系圖.鉤碼的質(zhì)量為m1,小車和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為g.

(1)下列說法正確的是D.
A.每次在小車上加減砝碼時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C.本實(shí)驗(yàn)m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1
D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,測得F=m1g,作出a-F圖象,他可能作出圖2中丙 (選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C.
A.小車與軌道之間存在摩擦B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象,如圖3.設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$,鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

5.如圖,豎直平面內(nèi)放著兩根間距L=1m,電阻不計(jì)的足夠長平行金屬板M、N,兩板間接一阻值R=2Ω的電阻,N板上有一小孔Q,在金屬板M、N及CD上方有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1T的有界勻強(qiáng)磁場,N板右側(cè)區(qū)域KL上、下部分分別充滿方向垂直紙面向外和向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1=3T和B2=2T,有一質(zhì)量M=0.2kg,電阻r=1Ω的金屬棒搭在MN之間并與MN良好接觸,用輸出功率恒定的電動(dòng)機(jī)拉著金屬棒豎直向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒到達(dá)最大速度時(shí),在與Q等高并靠近M板的P點(diǎn)靜止釋放一個(gè)比荷$\frac{q}{m}=1×{10^4}$c/kg的正離子,經(jīng)電場加速后,以v=200m/s的速度從Q點(diǎn)垂直于N板邊界射入右側(cè)區(qū)域,不計(jì)離子重力,忽略電流產(chǎn)生的磁場,取g=10m/s2,求:
(1)金屬棒達(dá)最大速度時(shí),電阻R兩端電壓U;
(2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P;
(3)離子從Q點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場后恰好不會(huì)回到N板,Q點(diǎn)距離分界線高h(yuǎn)等于多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.某汽車在平直公路上以43.2km/h的速度勻速行駛,現(xiàn)因前方發(fā)生緊急事件剎車,加速度的大小為6m/s2,則下列說法中正確的是( 。
A.剎車后1s末的速度為6m/sB.剎車后3s末的速度為 6m/s
C.剎車后1s內(nèi)的位移為9mD.剎車后3s內(nèi)的位移為12m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.位于某電場中的x軸上的電勢φ隨位置x變化的圖象如圖所示,x=x1和x=-x1處,圖象切線的斜率絕對(duì)值相等且最大,則在x軸上(  )
A.x=x1和x=-x1兩處,電場強(qiáng)度相同
B.x=x1和x=-x1兩處,電場強(qiáng)度最小
C.x=0處電場強(qiáng)度大小為零
D.正電荷從x=x1運(yùn)動(dòng)到x=+∞過程中,電勢能逐漸減小

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

10.一輛長途客車正在以v0=20m/s的速度勻速行駛.突然,司機(jī)看見車的正前方x=33m處有一只狗,如圖所示,司機(jī)立即采取制動(dòng)措施.若從司機(jī)看見狗開始計(jì)時(shí)(t=0),長途客車的“速度一時(shí)間”圖象如圖所示.

(1)求長途客車從司機(jī)發(fā)現(xiàn)狗至客車停止運(yùn)動(dòng)的這段時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離;
(2)求長途客車制動(dòng)時(shí)的加速度大;
(3)從司機(jī)看見狗同時(shí),若狗以v=4m/s的速度與長途客車同向奔跑,狗會(huì)不會(huì)被撞?

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同步練習(xí)冊(cè)答案