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把一个质量为m、带正电荷且电量为q的小物块m放在一个水平轨道的P点上,在轨道的O点有一面与轨道垂直的固定墙壁。轨道处于匀强电场中,电场强度的大小为E,其方向与轨道(ox轴)平行且方向向左。若把小物块m从静止状态开始释放,它能够沿着轨道滑动。已知小物块m与轨道之间的动摩擦因数μ,P点到墙壁的距离为,若m与墙壁发生碰撞时,其电荷q保持不变,而且碰撞为完全弹性碰撞(不损失机械能)。求:

(1)如果在P点把小物块从静止状态开始释放,那么它第1次撞墙后瞬时速度为零的位置坐标、第2次撞墙之后速度为零的位置坐标的表达式分别是什么?

(2)如果在P点把小物块从静止状态开始释放,那么它最终会停留在什么位置?从开始到最后它一共走了多少路程(s)?

(3)如果在P点瞬间给小物块一个沿着x轴向右的初始冲量,其大小设为I,那么它第一次又回到P点时的速度()大小为多少?它最终会停留在什么位置?从开始到最后它一共走了多少路程

(1)

(2)它最终会停留在O点;

(3);小物块最终人会停留在O点;


解析:

由题意分析知,小物块m沿着轨道滑动时,水平方向上受到二力:

滑动摩擦力和电场力

而且总是有:   ①

(1)设第一次速度为零的位置坐标为取墙面为零电势面,则在这一运动过程中应用功能关系有:

          ②

                    ③

设第二次速度为零的位置坐标为

取墙面为零电势面,则在第二次运动过程中应用功能关系有:

      ④

即:

(2)它最终会停留在O点。     ⑥

对从开始到最终的整个运动过程应用功能关系有:

             ⑦

         ⑧

(3)由动量定理知,小物块获得一个向右的初始冲量I,那么向右运动的初速度:

           ⑨

设第一次瞬时速度为零的位置坐标为

取墙面为零电势面,则在这一运动中应用功能关系有:

得:   (11)

即:   (12)

同上道理,对从开始互第一次又回到P点这一过程应用功能关系有:

(13)

得:

即:   (14)

小物块最终人会停留在O点。   (15)

设从开始到最后一共走的路程为,全过程应用功能关系有:

      (16)

得:

即: (17)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中,有一倾角为θ的足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为B,方向水平向外,电场强度为E,方向竖直向上.有一质量为m、带电量为+q的小滑块静止在斜面顶端,对斜面的正压力恰好为零.
(1)如果迅速把电场方向转为竖直向下,求小滑块能在斜面上连续滑行的最远距离L及所用时间t.
(2)如果在距A端 L/4远处的C点放一个相同质量但不带电的小物体,当滑块从A点由静止下滑到C点时两物体相碰并粘合在一起,则此粘合体在斜面上还能滑行多少时间和距离?

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(1)匀强电场的场强E=?
(2)A、B两点间的电势差U=?
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(4)小球向左能够到达的最远位置为D,小球在D位置时,细丝线与竖直方向的夹角α=?

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如图甲所示,一个不计重力而质量为m、带正电量为q的粒子,在a点以某一个初速度水平射入一个磁场区域,沿曲线abcd运动,abbccd都是半径为R的圆弧.粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.如果把由纸面垂直穿出的磁感应强度作为正值,则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度Bx变化的关系是如图乙中的

 

 

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:013

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相距为d的两行板水平放置,接在电势差为U的电源两端。一个质量为m,带电量为q的正粒子能以水平速度v匀速直线通过两板间。如果把两板距离减小一半,要使该粒子仍能水平直线以匀速v通过电场,可加一个垂直纸面的匀强磁场,求所加磁场的大小和方向。

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