【题目】如图,水平面上有一条长直固定轨道,P为轨道上的一个标记点,竖直线PQ表示一个与长直轨道垂直的竖直平面,PQ的右边区域内可根据需要增加一个方向与轨道平行的水平匀强电场。在轨道上,一辆平板小车以速度v0=4m/s沿轨道从左向右匀速运动,当小车一半通过PQ平面时,一质量为m=1kg的绝缘金属小滑块(可视为质点)被轻放到小车的中点上,已知小滑块带电荷量为+2C且始终不变,滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2,整个过程中小车速度保持不变,g=10m/s2。求:
(1)若PQ右侧没有电场,木板足够长,在滑块与小车恰好共速时小滑块相对P点水平位移和摩擦力对小车做的功;
(2)当PQ右侧电场强度取方向水平向右,且板长L=2m时,为保证小滑块不从车上掉下,则电场存在的时间满足什么条件?
(附加:若PQ右侧加一个向右的匀强电场,且木板长L=2m,为确保小滑块不从小车左端掉下来,电场强度大小应满足什么条件?)(此附加问为思考题,无需作答)
【答案】(1)4m,-16J;(2) ;【附加】
【解析】
(1)小滑块放在小车上以后,其加速度根据牛顿第二定律
①
解得加速度
加速到共速时用时t1
②
解得
此过程中小滑块相对P点移动的距离
③
此过程中木板相对P点移动的距离
④
求解可得
摩擦力对小车做的功
⑤
求解可得
(2)当电场时,小滑块相对运动到木板最左端后,会向右做匀加速运动,设时间为t3后撤去电场,之后滑块做减速运动,经时间t4,小滑块和小车在小车右端共速,恰好没掉下来,小滑块向右加速度为
⑩
解得
加速的末速度
减速过程中
加速过程中的位移为
减速过程中的位移为
则
联立⑩求解解得
所以电场存在总时间
所以电场存在的时间满足关系式(结果可以保留根式)
解法2:当电场时,小滑块相对运动到木板最左端后,会向右做匀加速运动,设时间为t3后撤去电场
小滑块向右加速度为
⑩
解得
滑块相对小车做加速度为,初速度为零的匀加速运动,经时间t3后做加速度为的匀减速运动直至相对静止,此过程中的总位移小于等于板长,因此
加速过程的时间
所以电场存在总时间
所以电场存在的时间满足关系式
附加问:当加有向右电场时,小滑块加速度
⑦
恰好运动到木板左端共速,共速时间
⑧
根据两物体的位移关系可得
⑨
联立⑦⑧⑨可得
所以电场强度E满足
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】“嫦娥一号”探月卫星为绕月极地卫星。利用该卫星可对月球进行成像探测,设卫星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动时距月球表面的高度为H,绕行周期为TM;月球绕地球公转的周期为TE,轨道半径为R0;地球半径为RE,月球半径为RM,光速为c。
(1)如图所示,当绕月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直时(即与地心到月心的连线垂直时),求绕月极地卫星向地球地面发送照片需要的最短时间;
(2)忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响,求月球与地球的质量之比。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,已知金属球表面的电势处处相等. a、b 为电场中的两点,则( )
A. a 点的电场强度比b 点的大
B. a 点的电势比b 点的高
C. 检验电荷-q 在a 点的电势能比在b 点的大
D. 将检验电荷+q 从a 点移到b 点的过程中电场力做负功
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端栓一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球,另一端固定在O点;把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零.以下说法正确的是( )
A.小球重力与电场力的关系是Eq=mg
B.小球重力与电场力的关系是Eq=mg
C.球在B点时,细线拉力为T= mg
D.球在B点时,细线拉力为T=mg
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射“高分四号”卫星,“高分四号”是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星,也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。它的发射和应用将使我国天基对地遥感观测能力显著提升。关于“高分四号”,下列说法正确的是( )
A. “高分四号”卫星的空间分辨率很高,若它距地球更近一些,效果会好一些
B. “高分四号”卫星绕地球做圆周运动的线速度小于地球的第一宇宙速度7.9 km/s
C. “高分四号”卫星的向心加速度小于静止在赤道上物体的向心加速度
D. “高分四号”卫星的向心力与其他同步卫星的向心力的大小相等
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明A、B两球在________(选填“水平”或“竖直”)方向的运动情况相同.如图乙所示的实验中,将两个相同的倾斜轨道固定在同一竖直面内,使两轨道的末端水平,轨道2的末端与光滑水平面平滑连接.把两个质量相等的小钢球C、D从轨道的相同位置由静止同时释放,C球________(选填“能”或“不能”)击中D球,这说明C球做平抛运动时,在水平方向做_______运动.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】两根完全相同的金属裸导线,如果把其中一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折起来,然后把它们分别接上相同的电压,则在同一时间内通过它们的电量之比为( )
A. 1:4B. 1:8C. 1:16D. 16:1
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】为确保交通安全,公路的下陡坡路段都有限速要求。某地一长直斜坡公路,倾角为,机动车限速36km/h。一质量为5吨的小货车以36km/h的速度匀速下坡,小货车装配了ABS(车轮防抱死)系统,某时刻发现前方20m处有一观光者以18km/h的速度匀速骑行下坡,司机立即启动ABS刹车系统,此后货车一直做匀减速运动直到静止,且恰好没有撞到骑行者。
(1)求货车刚停止运动时,骑行者到货车的距离;
(2)若该货车下坡刹车时ABS系统失灵,车轮被抱死,求这种情况下,刹车过程中货车受到的摩擦力。已知货车轮胎与路面间的动摩擦因数为0.9,sin=0.6,cos=0.8,重力加速度g=10m/s2
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲、乙所示, 倾角为的固定斜面上分别有一个滑块M,图甲中滑块上表面水平,图乙中滑块的上表面平行斜面,在滑块M上分别有一个质量为m的物块,现在M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是( )
A.图甲中物块m受摩擦力,方向水平向左
B.图甲中物块M受5个力
C.图乙中物块m受摩擦力,方向平行斜面向上
D.图乙中物块M受6个力
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com