练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    17．某真空中存在一匀强电场，一带电油滴在该电场中从A点由静止开始竖直向上运动，经过时间t1运动到B点时撤去电场，再经时间t2油滴的速度恰好为零，又过一段时间后此空间中加入另一匀强电场，方向与原来相同但大小是原来的2倍，已知油滴的质量为m、电荷量为q，重力加速度大小为g．
    （1）求再次加入电场前，此匀强电场的电场强度大小和油滴达到的最大高度；
    （2）为了使油滴能回到A点且速度恰好为零，求从油滴减速为零到再次加入电场的时间．

    分析 （1）以油滴为研究对象，从开始运动到达到最高点的过程中，根据动量定理求解电场强度，由运动学公式求解全过程的位移大小；
    （2）分析物体运动过程和受力情况，根据牛顿第二定律求解各个过程中的加速度，再根据运动学公式求解．

    解答 解：（1）以油滴为研究对象，从开始运动到达到最高点的过程中，根据动量定理可得：
    qEt1-mg（t1+t2）=0，
    解得：E=$\frac{mg（{t}_{1}+{t}_{2}）}{q{t}_{1}}$；
    由运动的可逆可得加速过程末的速度v=gt2，
    所以全程的平均速度为$\overline{v}$=$\frac{g{t}_{2}}{2}$，
    故全过程的位移大小h=$\overline{v}（{t}_{1}+{t}_{2}）$=$\frac{1}{2}g{t}_{2}（{t}_{1}+{t}_{2}）$；
    （2）油滴从最高点先做自由落体运动，再次加电场后，匀减速运动的速度为零，设油滴从最高点做自由落体运动的时间为t，自由落体运动结束时的速度为v′，油滴匀减速运动过程中的加速度大小为a，根据牛顿第二定律可得：
    2qE-mg=ma，
    设自由落体运动下落的高度为s1，匀减速下落的高度为s2，
    则有s1+s2=h，
    s1=$\frac{v{′}^{2}}{2g}$，s2=$\frac{v{′}^{2}}{2a}$，
    根据自由落体运动的规律，有：v′=gt，
    解得：t=$\sqrt{\frac{{t}_{2}（{t}_{1}+2{t}_{2}）}{2}}$．
    答：（1）再次加入电场前，此匀强电场的电场强度大小为$\frac{mg（{t}_{1}+{t}_{2}）}{q{t}_{1}}$；油滴达到的最大高度$\frac{1}{2}g{t}_{2}（{t}_{1}+{t}_{2}）$；
    （2）为了使油滴能回到A点且速度恰好为零，从油滴减速为零到再次加入电场的时间为$\sqrt{\frac{{t}_{2}（{t}_{1}+2{t}_{2}）}{2}}$．

    点评 有关带电粒子在匀强电场中的运动，在解决问题时，主要可以从两条线索展开：其一，力和运动的关系．根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等，这条线索通常适用于在恒力作用下做匀变速运动的情况．其二，功和能的关系．根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理研究全过程中能的转化，研究带电粒子的速度变化、位移等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．如图所示，为一同学在篮球比赛中投出的篮球先后经过的A、B、C三个位置．其中B点为篮球上升的最高点，A、B点的高度差是B、C点高度差的两倍．不计一切阻力，下列说法正确的是（　　）
    A．篮球从A点到B点重力做的功与B点到C点重力做的功相同
    B．篮球从A点运动到C点的过程中，篮球的机械能先增加后减少
    C．篮球从A点运动到C点的过程中，动能和重力势能都是先增大后减小
    D．篮球在B点时，重力的瞬时功率为零

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．该同学跳起时获得的速度是（　　）
    A．$\sqrt{51}$m/sB．3m/sC．$\sqrt{42}$m/sD．6m/s

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    5．使用多用电表前，要先检查表针是否停在刻度线的最左端（选填“左”或“右”）．在如图所示的多用电表表盘中，将三条弧形刻度按从上到下的顺序，分别设为第1、第2和第3条刻度．当用该多用电表测量电阻时，应从第1条刻度读数；用直流50V档测量电压时，应从第2条刻度读数；用直流100mA档测量电流时，应从第2条刻度读数．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    12．质量为50kg的人从一平台上跳下，下落2m后双脚着地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身的重心又下降了0.5m．假设地面对人的作用力为恒力，求此力的大小．（g=10m/s2）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．宇航员在月球表面用天平测得金属球的质量为m，用弹簧测力计测得重力为G，月球半径为R．根据上述信息可以推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（　　）
    A．$\sqrt{\frac{GR}{{{m_{\;}}}}}$B．$\sqrt{\frac{m}{GR}}$C．$\sqrt{\frac{G}{mR}}$D．$\sqrt{\frac{mR}{G}}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．据海军论坛报道，我国02号新型航母将采用令世界震惊的飞机起飞方式一电磁弹射起飞．原理相当于电磁炮的加速原理，强大的电磁力能使飞机在很短时间内由静止加速到v1，然后在发动机的推力作用下加速到起飞速度v2．假设电磁加速轨道水平且长为x，不计阻力，某舰载机的质量为m，电磁力恒定，则电磁力的平均功率（　　）
    A．$\frac{m{v}_{1}^{3}}{2x}$B．$\frac{m{v}_{1}^{3}}{4x}$C．$\frac{m{v}_{2}^{3}}{2x}$D．$\frac{m{v}_{2}^{3}}{4x}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图所示．一个圆盘在水平面内绕中心轴以角速度ω匀速转动，盘面上放有三个可视为质点的木块A，B，C，其质量分别为3m，2m，m，它们恰好处于同一条直径上，与转轴的距离分别为r，r，2r，其中B、C两个木块用伸直的细线连接在一起．它们在随圆盘转动过程中，始终保持与圆盘相对静止．三个木块与圆盘间的动摩擦因数都为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
    A．木块A的向心加速度大于木块B的向心加速度
    B．木块A与圆盘间的摩擦力一定小于木块B与圆盘间的摩擦力
    C．圆盘的角速度ω≤$\sqrt{\frac{3μg}{4r}}$
    D．如果当转速增大到使木块B恰好要滑动时剪断细线，木块C将沿切线方向飞出

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．在“验证机械能守恒定律”的实验中，如果纸带上前面几点比较密集，不够清楚，可舍去前面比较密集的点，在后面取一段打点比较清楚的纸带，同样可以验证．如图1所示，取O点为起始点，各点的间距已量出并标注在纸带上，所用交流电的频率为50Hz，重锤的质量m=1kg．

    （1）打A点时，重锤下落的速度为vA=1.30m/s，重锤的动能EkA=0.85J；
    （2）打F点时，重锤下落的速度为vF=2.28m/s，重锤的动能EkF=2.60J；
    （3）从打点计时器打下A点开始到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量△EP=1.75J，动能的增加量为△Ek=1.75J；
    （4）若以重锤下落的高度h为横坐标，以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵坐标，根据纸带上的一系列点算出相关各点的速度v，量出对应下落距离h，则如图2的图象能正确反映重锤下落过程的是C

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案