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真空中存在空间范围足够大的水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m=0.1kg、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。现将该小球从电场中某点以初速度v0=10m/s竖直向上抛出,(取sin37°=0.6,cos37°="0.8" ,g=10m/s2)求运动过程中:
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的过程中水平位移为多大?
(3)小球从抛出点至最高点的过程中电势能的变化量。
(1)0.75N; 方向:水平向右;(2)3.75m;(3)2.81J

试题分析: (1)由题意,电场力:大小qE=mgtan37°=0.75(N)
方向:水平向右

(2)小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为vy
vy=v0-gt 小球上升到最高点的时间t==1s 
小球沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a,则有:
=7.5m/s2
此过程小球沿电场方向位移为:x==3.75m 
(3)电场力做功 W=qEx=2.81J
故小球上升到最高点的过程中,电势能减少2.81J.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,A、B两长方体叠放在一起,放在光滑的水平面上。物体B从静止开始受到一个水平变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,运动过程中A、B始终保持相对静止。则在0--2t0时间内,下列说法正确的是(  )

A.0-t0时间,A、B间的摩擦力大小逐渐减小,t0-2t0时间A、B间的摩擦力大小逐渐增大
B.t0时刻速度为0,距离最远
C.t0/2和3t0/2时刻摩擦力等大反向
D.2t0 时刻A、B回到出发点且速度最大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)2014年索契冬奥会冰壶比赛在北京时间2月10日-21日进行。冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图.比赛时运动员在投掷线AB处让冰壶以v0=2m/s的初速度向圆垒圆心O点滑出,已知圆垒圆心O到AB线的距离为30m,冰壶与冰面间的动摩擦因数为µ1=0.008(g取10m/s2).问:
(1)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶,则能否与对方冰壶相撞?请通过计算说明理由.
(2)如果在圆垒圆心O有对方的冰壶,为了确保将对方冰壶撞开,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小,若用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至, µ2=0.004,则运动员用毛刷擦冰面的长度应大于多少米?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(4分)一个质量为50kg木箱A,放在水平地面上,要将它运送到90m远处的施工现场。如果用450N的水平恒力使A从静止开始运动,经过6s钟可到达施工现场。
(1)求木箱与地面间的动摩擦因数。
(2)若用大小为450N,方向与水平方向夹角为α(cosα=0.8)斜向上的拉力拉木箱A从静止开始运动,使木箱A能够到达90m远处的施工现场,拉力至少做多少功?(运动过程中动摩擦因数处处相同,取,结果保留2位有效数字)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零,然后又逐渐从零恢复到原来大小(在上述过程中,此力的方向一直保持不变),那么如图所示的v-t图象中,符合此过程中物体运动情况的图象可能是(   )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,直角坐标系Oxy位于竖直平面内,x轴与绝缘的水平面重合,在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场.质量为m2=8×10-3kg的不带电小物块静止在原点O,A点距O点l=0.045m,质量m1=1×10-3kg的带电小物块以初速度v0=0.5m/s从A点水平向右运动,在O点与m2发生正碰并把部分电量转移到m2上,碰撞后m2的速度为0.1m/s,此后不再考虑m1、m2间的库仑力.已知电场强度E=40N/C,小物块m1与水平面的动摩擦因数为μ=0.1,取g=10m/s2,求:

(1)碰后m1的速度;
(2)若碰后m2做匀速圆周运动且恰好通过P点,OP与x轴的夹角θ=30°,OP长为lop=0.4m,求磁感应强度B的大小;
(3)其它条件不变,若改变磁场磁感应强度的大小为B/使m2能与m1再次相碰,求B/的大小?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)汤姆孙测定电子比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示。真空玻璃管内,阴极K发出的电子经加速后,穿过小孔A、C沿中心轴线OP1进入到两块水平正对放置的极板D1、D2间的区域,射出后到达右端的荧光屏上形成光点。若极板D1、D2间无电压,电子将打在荧光屏上的中心P1点;若在极板间施加偏转电压U,则电子将打P2点,P2与P1点的竖直间距为b,水平间距可忽略不计。若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出),则电子在荧光屏上产生的光点又回到P1点。已知极板的长度为L1,极板间的距离为d,极板右端到荧光屏间的距离为L2。忽略电子的重力及电子间的相互作用。

(1)求电子进入极板D1、D2间区域时速度的大小;
(2)推导出电子的比荷的表达式;
(3)若去掉极板D1、D2间的电压,只保留匀强磁场B,电子通过极板间的磁场区域的轨迹为一个半径为r的圆弧,阴极射线射出极板后落在荧光屏上的P3点。不计P3与P1点的水平间距,求P3与P1点的竖直间距y。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上.在a点时物体开始与弹簧接触,到b点时物体速度为零.则从a到b的过程中,物体(  )
A.动能一直减小
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C.所受合外力先增大后减小
D.动能和重力势能之和一直减小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图所示,质量分别为M、m的两物块A、B通过一轻质弹簧连接,B足够长、放置在水平面上,所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力F,A、B从静止开始运动,弹簧第一次恢复原长时A、B速度分别为、。

(1)求物块A加速度为零时,物块B的加速度;
(2)求弹簧第一次恢复原长时,物块B移动的距离;
(3)试分析:在弹簧第一次恢复原长前,弹簧的弹性势能最大时两物块速度之间的关系?简要说明理由。

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