分析 (1)物块由C处释放后经挡板碰撞滑回P点过程中,由动能定理列式,求出物块与轨道CD段的动摩擦因数?;
(2)物块在GH段运动时,由于qEcosθ=mgsinθ,所以做匀速直线运动,由C运动至H过程中,由动能定理列式,求出物块第一次碰撞挡板时的动能Ek;
(3)由能量守恒定律求出物块能在水平轨道上运动的总路程,判断在轨道CD段运动的总路程能否达到2.6m.
解答 解:(1)物块由C处释放后经挡板碰撞滑回P点过程中,由动能定理得
$qE•\frac{L}{2}-μmg(L+\frac{L}{2})=0$…①
由①式代入数据得:$μ=\frac{qE}{3mg}=\frac{3×1{0}^{-6}×1×1{0}^{4}}{3×4×1{0}^{-2}}=0.25$…②
(2)物块在GH段运动时,由于qEcosθ=mgsinθ,所以做匀速直线运动…③
由C运动至H过程中,由动能定理得:qEL-μmgL+qErsinθ-mgr(1-cosθ)=Ek-0…④
由③式代入数据得:Ek=0.018J…⑤
(3)物块最终会在DGH间来回往复运动,物块在D点的速度为0,设物块能在水平轨道上运动的总路程为s,由能量转化与守恒定律可得:
qEL=μmgs…⑥
由②⑤式代入数据得:s=2.4m…⑦
因为 2.6 m>s,所以不能在水平轨道上运动2.6 m的路程,物块碰撞挡板的最小动能E0等于往复运动时经过G点的动能,由动能定理得:
qErsinθ-mgr(1-cosθ)=E0-0…⑧
由⑦式代入数据得:E0=0.002J…⑨
答:(1)物块与轨道CD段的动摩擦因数为0.25;
(2)物块第一次碰撞挡板时的动能为0.018J;
(3)物块在轨道CD段运动的总路程不能达到2.6m,物块碰撞挡板时的最小动能为0.002J.
点评 本题考查动能定理和能量守恒定律的应用,解题的关键是分析运动过程中哪些外力做了功,做正功还是负功,再根据动能定理列式求解即可.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 运动物体所受的合力不为零,合力必做功,物体的动能一定要变化 | |
B. | 运动物体所受的合力为零,则物体的动能一定不变 | |
C. | 运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力不一定为零 | |
D. | 运动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | a点的电势一定高于b点的电势 | |
B. | 若虚线是电场线,则质子在a点的电势能大,动能小 | |
C. | 质子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 | |
D. | 若虚线是等差等势线,则质子在a点的电势能小,动能大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 第2张牌到第53张牌之间的任一张牌可能相对于第2张牌到第54张牌间的其他牌水平向右滑动 | |
B. | 第2张牌到第53张牌之间的任一张牌不可能相对于第2张牌到第54张牌间的其他牌水平向右滑动 | |
C. | 第1张牌受到手指的摩擦力向左 | |
D. | 第54张牌受到水平桌面的摩擦力向左 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | l:l; 2:l | B. | l:l;l:2 | C. | 2:l;l:l | D. | 1:2;1:1 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 图中的径迹是花粉颗粒的运动轨迹,它说明了花粉颗粒作无规则运动 | |
B. | 图中的布朗运动是指花粉颗粒的运动,反映了液体或气体分子的无规则运动 | |
C. | 花粉颗粒的运动是由于外界的微小扰动而产生,排除外界的干扰后,花粉颗粒将会停止运动 | |
D. | 花粉颗粒越大,则单位时间内受到液体分子的撞击越多,布朗运动越明显 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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