精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
13.如图所示,两水平金属板间距为d,板间电场强度随时间发生变化,t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度为v0沿中线射入两板间,0~$\frac{T}{3}$时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出.微粒运动过程中未与金属板接触,则微粒在T时刻速度大小为${v}_{0}^{\;}$,在0~T时间内重力势能减少$\frac{1}{2}mgd$.(已知质量为m,初速度为v0,重力加速度为g,金属板间距为d)

分析 0~$\frac{T}{3}$时间内微粒匀速运动,重力和电场力相等,$\frac{T}{3}$~$\frac{2}{3}T$内,微粒做平抛运动,$\frac{2}{3}T$~T时间内,微粒竖直方向上做匀减速运动,水平方向上仍然做匀速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.

解答 解:0~$\frac{T}{3}$时间内微粒匀速运动,则有:$q{E}_{0}^{\;}=mg$,$\frac{T}{3}$~$\frac{2}{3}T$内,微粒只受重力,粒子做平抛运动,下降的位移${x}_{1}^{\;}=\frac{1}{2}g(\frac{T}{3})_{\;}^{2}$,$\frac{2}{3}T$~T时间内,微粒的加速度$a=\frac{2q{E}_{0}^{\;}-mg}{m}=g$方向竖直向上,微粒在竖直方向上做匀减速运动,T时刻竖直分速度为零,所以末速度的方向沿水平方向大小为${v}_{0}^{\;}$
微粒在竖直方向上向下运动,位移大小为$\frac{d}{2}$,则重力势能减小量为$\frac{1}{2}mgd$
故答案为:${v}_{0}^{\;}$       $\frac{1}{2}mgd$

点评 解决本题的关键知道微粒在各段时间内的运动规律,抓住等时性,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.知道在$\frac{T}{3}$~$\frac{2}{3}T$内和$\frac{2}{3}T$~T时间内竖直方向上的加速度大小相等,方向相反,时间相等,位移的大小相等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

11.起重机将质量为m=5×103 kg的物体由静止竖直吊起,起吊过程中做匀加速直线运动a=0.2m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大时,保持该功率直到重物以vm=1.02m/s做匀速运动,g=10m/s2,不计其他额外功.
(1)起重机允许输出的最大功率;
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

12.水平地面上放一质量1kg的物体A,要推动它至少用2N的水平推力.若在它上面再放一个质量为2kg的物体B,仍用水平推力推动物体A,并且A、B间无相对滑动,试求至少需要多大的力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

1.以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验.
(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是:CBDAEFG.
A、以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连结起来.
B、记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0
C、将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D、依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
E、以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.
F、解释函数表达式中常数的物理意义.
(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:
弹力(F/N)0.51.01.52.02.5
弹簧原来长度(L0/cm)1515151515
弹簧后来长度(L/cm)16.217.318.519.620.8
弹簧伸长量(x/cm)1.22.33.54.65.8
①算出每一次弹簧伸长量,并将结果填在上表的空格内
②在图的坐标上作出F-x图线.
③写出曲线的函数表达式.(x用cm作单位):F=0.43x;
④函数表达式中常数的物理意义:弹簧的劲度系数.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

8.如图所示,在一个匀强电场中有一个四边形ABCD,其中M为AD的中点,N为BC的中点.一个电荷量为q的正粒子,从A点移动到B点过程中,电势能减小W1,若将该粒子从D点移动到C 点,电势能减小W2,下列说法正确的是(  )
A.匀强电场的场强方向必沿AB方向
B.若将该粒子从M点移动到N点,电场力做功w=$\frac{{w}_{1}+{w}_{2}}{2}$
C.若D、C之间的距离为d,则该电场的场强大小为E=$\frac{{w}_{2}}{qd}$
D.若M、N之间的距离为d,该电场的场强最小值为E=$\frac{{w}_{1}+{w}_{2}}{2qd}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

18.正电荷Q固定,虚线所画同心圆表示等势线,则可知Uab=0,若一个带电粒子沿ab曲线运动,不计重力,从a到b,则电场力对它所做的功是0.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

5.在如图所示的区域里,y轴左侧是匀强电场,场强E=4×105N/C,方向与y轴负方向夹角为30°.在y轴右方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,B=0.01T,现有质量为m=1.6×10-27kg的质子,以v0=2×105m/s的速度从x轴上的A点射出(A点与坐标原点O相距10cm),第一次沿x轴正方向射出;第二次沿x轴负方向射出.求:
(1)质子先后两次进入电场前在磁场中运动的时间的比值;
(2)第一次进入电场后在电场中运动的时间.
(3)第一次质子进入电场和射出的电场时的位置坐标.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:实验题

2.某新型磁敏电阻的阻值RB与磁感应强度大小B的关系如图甲所示,其关系式为RB=140+1000B(Ω);用该磁敏电阻制作一个测量磁感应强度大小的磁感应强度测量仪,其制作步骤如下:
(1)按照图乙组装成磁感应强度测量仪,图中量程为3V的理想电压表作为显示器,电源电压6V,内阻不计,两定值电阻R的阻值相同.
(2)调节滑动变阻器的阻值R1=140Ω,使得磁感应强度为零时,磁感应强度测量仪的示数为零.
(3)在电压表的表盘刻度线标上相应的磁感应强度值,其中电压表原来的“1V”刻度线表示的磁感应强度为0.14T.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

3.如图所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的直径,圆心为O,半径为R,电荷量均为Q的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于AC对称,已知+Q与O点的连线和OC夹角为60°,下列说法正确的是(  )
A.O点电场强度大小为$\frac{\sqrt{3}kQ}{{R}^{2}}$,方向由O指向D
B.O点电场强度大小为$\frac{kQ}{{R}^{2}}$,方向由O指向D
C.A、C两点的电势关系是φAC
D.A、C两点的电势关系是φA<φC

查看答案和解析>>

同步练习册答案