静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置如图所示.A、B为两块平行金属板,间距d=0.40 m,两板间有方向由B指向A,大小为E=1.0×103 N/C的匀强电场.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的初速度大小均为v0=2.0 m/s,质量m=5.0×10-15 kg、带电量为q=-2.0×10-16 C.微粒的重力和所受空气阻力均不计,油漆微粒最后都落在金属板B上.试求:![]()
(1)微粒打在B板上的动能; (2)微粒到达B板所需的最短时间;
(3)微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小.
(1)
(2)
(3)圆形 ![]()
解析试题分析:(1)每个微粒在电场中都只受竖直向下的电场作用,且电场力做功与路径无关,只与初末位置的电势差有关,根据动能定理得:
即![]()
解得:微粒打在B板上的动能为![]()
(2)由题设知,微粒初速度方向垂直于极板时,到达B板时间最短,设到达B板时速度为
,则有![]()
解得:![]()
在垂直于极板方向上,微粒做初速度为
的匀加速直线运动,由运动学公式知:![]()
解得:![]()
(3)初速度大小相等沿水平方向的所有带电微粒都做类平抛运动,其它带电微粒做类斜下抛运动,所以微粒落在B板上所形成的图形是圆形,且最大半径R为类平抛运动的水平射程。设带电微粒的加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:
解得:![]()
根据运动学规律得:![]()
![]()
联立解得:![]()
所以微粒最后落在B板上所形成的圆面积为:![]()
考点:本题考查带电粒子在电场中的运动、动能定理及牛顿第二定律在电场中的应用,意在考查考生知识和方法的迁移能力。
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,质量为m=1kg的小球用线长l=1m的细线拴住,细绳上端固定在O点,当小球从图示M点释放后摆到悬点O的正下方N点时,细线恰好被拉断,此后小球刚好能无碰撞地从置于地面上倾角为45º的斜面滑下,已知斜面高度 h=0.4m,斜面左端离O点正下方的P点水平距离S=0.4m,不计空气阻力,求:![]()
(1)N点距离地面的高度H
(2)细绳能承受的最大拉力
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(14分)泥石流是在雨季由于暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流,它的面积、体积和流量都较大。泥石流流动的全过程虽然只有很短时间,但由于其高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。某课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:在水平地面上放置一个质量为m=5kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移变化如图所示,已知物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.6,g=10m/s2。![]()
(1)物体在运动过程中的最大加速度为多少?
(2)在距出发点多远处,物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(14分)一水平传送带以4m/s的速度逆时针传送,水平部分长L=6m,其左端与一倾角为θ=300的光滑斜面平滑相连,斜面足够长,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端,已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,g=10m/s2。求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间。![]()
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(13分)如图所示,质量为2kg的物体放在水平地板上,在F1=4N的水平拉力作用下,沿地板恰好能匀速运动.若改用F2=10N的力沿水平方向拉此物体使它由静止开始运动,求:![]()
(1)此物体的加速度;
(2)F2作用4s时物体运动的速度大小.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,m =4kg的小球挂在小车后壁上,细线与竖直方向成37°角。(sin37°=0.6,cos37°="0.8," g=10m/s2)求:
(1)小车以a=g向右做匀加速直线运动时,细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大?
(2)小车以a=2g向右做匀减速直线运动时,细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大?![]()
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(14分)如图所示,A球从倾角θ=300的光滑斜面上某点由静止开始滚下,然后进入足够长的光滑水平面上,经M点时速度大小不发生变化,方向立刻变为水平向左。B球从M点开始向左做直线运动,试问:![]()
①若A球从斜面上某一高处静止滚下,同时B球以v0="8" m/s向左做匀速直线运动,A球的高度满足什么条件,A、B两球能发生碰撞。
②若A球从斜面上N点静止开始滚下,MN=" 10" m,B球同时从M点由静止向左以加速度a="2" m/s2做匀加速直线运动,问:经多长时间两者相碰?(g="l0" m/s2)
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图,斜面、水平轨道和半径R=2.5m的竖直半圆组成光滑轨道,水平轨道与半圆的最低点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m=0.1kg的小球从水平地面上A点斜向上抛出,并在半圆轨道最高点D水平进入轨道,然后沿斜面向上,达到最大高度h=6.25m。(不计空气阻力,小球在经过斜面与水平轨道连接处时不计能量损失。(g取10m/s2) 求![]()
(1)小球抛出时的速度(角度可用三角函数表示)
(2)小球抛出点A到D的水平距离
(3)小球运动到半圆轨道最低点时球对轨道的压力
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