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;
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: ⑤
(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:
⑩
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)
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科目:高中物理 来源: 题型:013
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,ab、bc、cd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B随x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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