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如图所示,一倾角为θ=37o的绝缘斜面高度为h=3.6m,底端有一固定挡板,整个斜面置于匀强电场中,场强大小为E=1×106N/C,方向水平向右。现有一质量为m=1.1kg,电荷量为q=-1×10-6C的小物体,沿斜面顶端从静止开始下滑,小物体与斜面间的动摩擦因数为µ=0.5,且小物体与挡板碰撞时不损失机械能(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)小物体第一次与挡板碰撞前瞬间速度v的大小;
(2)小物体从静止开始下滑到最后停止运动通过的总路程s.
(1)(2)

试题分析:(1)对滑块受力分析,由力的平行四边形定则可求出滑动摩擦力的大小,再根据动能定理列出表达式,从而求出第一次碰撞时滑块的速度大小;
(2)由滑块与斜面摩擦产生热量,从而可求出第二次碰撞后回到水平面时比原来相比向右移动的距离;由于电场力大于重力沿斜面分力与滑动摩擦力之和,则滑块最终停在C处,从而由动能定理可求出总路程.
对物块进行受力分析,如图所示  

解法一:


根据牛顿第二定律得
 
联立代入数据得
 
             
     
    
解法二:在运动过程中重力、静电力、摩擦力做功,
根据动能定理得     
 

 
联立代入数据得
 
(2)整个过程中重力、静电力、摩擦力做功,
根据动能定理得

代入数据得
  
点评:考查动能定理、力的平行四边形定则,并让学生知道动能定理过程选取的重要性,同时搞清电场力、重力做功与路径无关,摩擦力做功与路径有关.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L="0.20" m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10的电阻。在虚线OO′(OO′垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T。一根质量m=0.10kg的直金属杆垂直于轨道放在两根轨道上。某时刻杆=2.0m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以=2.0m/s2的加速度做匀减速直线运动。杆始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。杆和轨道的电阻均可忽略。

(1)请你通过计算判断,在金属杆向右运动的过程中,杆上所施加的水平拉力的方向;
(2)在金属杆向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时,水平拉力的大小;
(3)从金属杆进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13J,求此过程中水平拉力做的功。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

两根足够长的平行金属导轨左端与电阻相连,固定在水平桌面上,质量为、内阻为的金属杆与导轨接触良好,可以无摩擦地沿导轨运动.导轨的电阻不计,导轨宽度为,磁感应强度为的匀强磁场竖直向上穿过整个导轨平面,现给金属杆一个瞬时冲量 ,使杆向右滑行。求:

(1)回路的最大电流;
(2)当滑行过程中电 阻上产生的热量为时,杆的加速度是多大;
(3) 杆从开始运动到停下共滑行多长的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,已知ON=d, 如图所示.不计粒子重力,求:

(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R
(2)粒子在M点的初速度v0的大小;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图水平面的上方有竖直向上的匀强电场,平面上静止着质量为M的绝缘物块,一质量是m的带正电弹性小球,以水平速度v与物块发生碰撞,并以原速率返回,弹回后仅在电场力和重力的作用下沿着虚线运动,则下列说法正确的是(     )
A.弹回后球的机械能守恒
B.弹回后轨迹是抛物线
C.弹回后机械能与电势能的总和守恒
D.弹回后动能增加.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

已知质量为m的带电液滴,以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示,求:

(1)液滴在空间受到几个力作用。
(2)液滴带电荷量及电性。
(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小,磁感应强度B随时间变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向,在时刻,一质量,带电荷量的微粒在O点具有竖直向下的速度是挡板MN上一点,直线与挡板MN垂直,取。求:

⑴微粒下一次经过直线时到O点的距离。
⑵微粒在运动过程中离开直线的最大距离。
⑶水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间距离应满足的条件。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在如图a所示的空间里,存在方向水平垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向上的周期性变化的电场(如图b所示),周期T=12t0,电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上。一倾角为300足够长的光滑绝缘斜面放置在此空间。t=0时,一带负电、质量为m的微粒从斜面上的A点由静止开始沿斜面运动,到C点后,做一次完整的圆周运动,在t=T时刻回到C点,再继续沿斜面运动到t=13t0时刻。在运动过程中微粒电荷量不变,重力加速度为g,上述E0、m、t0、g为已知量。

(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度大小B;
(2)求微粒在A、C间运动的加速度和运动到C点时的速度大小
(3)求0~2T时间内微粒经过的路程。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,真空中存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自a沿曲线acb运动到b点时,速度为零,c是轨迹的最低点。以下说法中正确的是 (  )
A.液滴带负电
B.液滴在C点动能最大
C.液滴运动过程中机械能守恒
D.液滴在C点机械能最大

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