练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，在绝缘水平面上的P点放置一个质量为mA=0.02kg的带负电滑块A，带电荷量q=1.0×10-6C．在A的左边相距l=0.9m的Q点放置一个不带电的滑块B，质量为mB=0.04kg，滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m．在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场，电场强度为E=4.0×105N/C，使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞，碰撞的时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动，与墙壁发生碰撞时没有机械能损失，两滑块都可以视为质点．已知水平面OQ部分粗糙，其余部分光滑，两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2．求：
    （1）A经过多少时间与B相碰？相碰结合后的速度是多少？
    （2）AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中，离开墙壁的最大距离是多少？
    （3）A、B相碰结合后的运动过程中，由于摩擦而产生的热是多少？通过的总路程是多少？
    分析：根据动能定理求速度，根据动量定理求时间；
    碰撞后的过程利用动能定理列方程即可求出距离；
    利用公式Q=f△s列方程，求解每段滑动的距离．
    解答：解：（1）由于PQ部分光滑，滑块A只在电场力作用下加速运动，设经时间t与B相碰，A与B相遇前的速度大小为v1，结合后的共同速度大小为v2，则qEl=
    1
    2
    m
    υ
    2
    1
    ，qEt=mυ1-0
    解得t=0.3s，υ1=6.0m/s
    滑块A、B碰撞的过程中动量守恒，即mAυ1=（mA+mB）υ2，υ2=2.0m/s
    （2）两滑块共同运动，与墙壁发生碰撞后返回，第一次速度为零时，两滑块离开墙壁的距离最大，设为L1，在这段过程中，由动能定理得：
    -qE(L1-s)-2sμ(mA+mB)g=0-
    1
    2
    (mA+mB)
    υ
    2
    2

    解得L1=0.225m
    （3）由于qE=0.4N，μ（m+M）g=0.3N，qE＞μ（m+M）g，即电场力大于滑动摩擦力，AB向右速度为零后在电场力的作用下向左运动，最终停在墙角O点处，设由于摩擦而产生的热为Q，由能量守恒得：
    Q=qEs+
    1
    2
    (mA+mB)
    υ
    2
    2
    =0.18    J
    设AB第二次与墙壁发生碰撞后返回，滑块离开墙壁的最大距离为
    L
     
    2
    (L2＜L1)    ，假设L2＜s，在这段过程中，由动能定理得：
    qE（L1-L2）-μ（mA+mB）g（s+L2）=0-0
    解得L2≈0.064m
    L2＜s=0.15m，符合假设，即AB第二次与墙壁发生碰撞后返回停在Q点的左侧，以后只在粗糙水平面OQ上运动
    设在粗糙水平面OQ部分运动的总路程s1，则Q=μ（mA+mB）gs1
    s1=0.6m
    设AB相碰结合后的运动过程中通过的总路程是s2，则s2=s1+2（L1-s），s2=0.75m
    答：（1）A经过0.3s与B相碰，相碰结合后的速度是6m/s；
    （2）AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中，离开墙壁的最大距离是0.225m
    （3）碰结合后的运动过程中，由于摩擦而产生的热是0.18J，通过的总路程是0.75m
    点评：本题要灵活的结合动量定理和动能定理以及热量公式进行计算，难度稍大．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷．a、b是AB连线上两点，其中Aa=Bb=
    L4
    ，O为AB连线的中点．一质量为m带电量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能E0从a点出发，沿AB直线向b运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（n＞1），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：
    （1）小滑块与水平面间的动摩擦因数μ．
    （2）Ob两点间的电势差UOb．
    （3）小滑块运动的总路程s．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2009?德阳模拟）如图所示，在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A，所带电荷量q=1.0×10-7C．在滑块A的左边L=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B，质量M=4.0×10-3kg，B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触（不连接）且弹簧处于自然状态，弹簧原长S=0.05m．如图所示，在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E=4.0×105N/C，滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处（弹性限度内），此时弹性势能E0=3.2×10-3J，此后两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小不计，与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5，g取10m/s2．求：
    （1）两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v；
    （2）两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2008?天津模拟）如图所示，在绝缘水平面上固定两个等量同种电荷A、B，在AB连线上的P点释放一带电滑块，则滑块会由静止开始一直向右运动到AB连线上的另一点M而静止．则以下判断正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?黄埔区模拟）如图所示，在绝缘水平面上A、B两点分别固定一个电荷量相等的同种点电荷，在AB连线上靠近A点的P点由静止释放一个带电小滑块，滑块会由静止开始一直向右运动到AB连线上的某一点M（图中没有画出）而静止不动．下列说法中正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2008?广州一模）如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点分别固定着等量正点电荷．O为AB连线的中点，C、D是AB连线上两点，其中AC=CO=OD=DB=
    14
    L    ．一质量为m电量为+q的小滑块（可视为质点）以初动能E0从C点出发，沿直线AB向D运动，滑块第一次经过O点时的动能为n E0（n＞1），到达D点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点，求：
    （1）小滑块与水平面之间的动摩擦因数μ；
    （2）C、O两点间的电势差UCO；
    （3）小滑块运动的总路程S．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案