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，水平面上放有一长为l的绝缘材料做成的滑板，滑板的右端有一固定竖直挡板．一质量为m、电荷量为+q的小物块放在滑板的左端．已知滑板的质量为8m，小物块与板面、滑板与水平面间的摩擦均不计，滑板和小物块均处于静止状态．某时刻使整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中，小物块与挡板第一次碰撞后的速率为碰前的
    35
    ．求：
    精英家教网
    （1）小物块与挡板第一次碰撞前瞬间的速率v1；
    （2）小物块与挡板第二次碰撞前瞬间的速率v2；
    （3）小物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做的功W．
    分析：（1）根据动能定理求解小物块与挡板第一次碰撞前瞬间的速率v1；
    （2）根据动量守恒定律求出小物块与挡板第一次碰撞后挡板的速率．在小物块第一次与挡板碰撞之后到第二次与挡板碰撞之前，小物块做匀减速直线运动，滑板做匀速直线运动，从第一次碰撞后到第二次碰撞前，小物块和滑板相对于地面的位移相同，由位移公式求出小物块与挡板第二次碰撞前瞬间的速率v2；
    （3）根据动量守恒和能量守恒求出第一次碰撞过程中系统损失的机械能．根据功能关系求出小物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做的功W．
    解答：解：（1）对小物块，根据动能定理：qEl=
    1
    2
    m
    v
    2
    1

    解得，v1=
    2qEl
    m

    （2）小物块与挡板碰撞过程动量守恒，设小物块与挡板碰撞后的速度为v'1，所以：
     mv1=mv'1+8mV1
    依题意：v′1=±
    3
    5
    v1
    若v′1=
    3
    5
    v1    时，V1=
    1
    20
    v1    ，该情况不符合实际应舍去．
    若v′1=-
    3
    5
    v1    时，V1=
    1
    5
    v1=
    1
    5
    2qEl
    m

    在小物块第一次与挡板碰撞之后到第二次与挡板碰撞之前，小物块做匀减速直线运动，滑板做匀速直线运动，从第一次碰撞后到第二次碰撞前，小物块和滑板相对于地面的位移相同，则有：
    v2+v1′
    2
    t=V1t
    解得：v2=v1=
    2qEl
    m

    （3）设第一次碰撞过程中能量损失为△E
    根据动量守恒：mv1=mv'1+8mV1
    能量守恒定律：
    1
    2
    m
    v
    2
    1
    =
    1
    2
    mv
    ′
    2
    1
    +
    1
    2
    ×8mV12+△E
    运算得到：△E=
    8
    25
    qEL
    第二次碰撞前瞬间：
    滑板速度：v2=v1=
    2qEl
    m
    ，V1=
    1
    5
    v1    =
    1
    5
    2qEl
    m
       
    根据功能原理：W=
    1
    2
    m
    V
    2
    1
    +
    1
    2
    ?8m?
    v
    2
    2
    +△E
    解得，W=
    41
    25
    qEl
    答：
    （1）小物块与挡板第一次碰撞前瞬间的速率v1为
    2qEl
    m
    ．
    （2）小物块与挡板第二次碰撞前瞬间的速率v2为
    2qEl
    m
    ．
    （3）小物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做的功W是
    41
    25
    qEl    ．
    点评：本题是动量守恒定律和能量守恒定律的综合应用，分析运动过程，把握能量如何转化是关键．
    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：

    （2010?桂林二模）如图所示，水平面上放有质量均为m=1kg的物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1，相距l=0.75m．现给物块A一初速度使之向B运动，与此同时给物块B一个F=3N水平向右的力由静止开始运动，经过一段时间A恰好能追上B．g=10m/s2．求：
    （1）物块B运动的加速度大小；
    （2）物块A初速度大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?株洲一模）如图所示，水平面上放有质量均为m=1kg的小物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1，两物块相距为L．现给物块A一初速度v0=3m/s，使之向物块B运动，同时给物块B一个水平向右的恒力F使其由静止开始运动，已知F=3N．经过一段时间后，A恰好能追上B．求：（g=10m/s2）
    （1）物块B运动的加速度大小；
    （2）两物块相距的距离L的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?盐城二模）如图所示，水平面上放有质量均为m=1kg的物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1，相距l=0.75m．现给物块A一初速度使之向B运动，与此同时给物块B一个F=3N水平向右的力由静止开始运动，经过一段时间A恰好追上B．g=10m/s2．求：
    （1）物块B运动的加速度大小
    （2）物块A初速度大小
    （3）从开始到物块A追上物块B的过程中，力F对物块B所做的功．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，水平面上放有质量均为m=lkg的物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1，相距l=0.75m．现给物块A一初速度使之向B运动，与此同时给物块B一个F=3N的水平向右的力，B由静止开始运动，经过一段时间A恰好追上B．g=10m/s2，求：
    （1）物块A的初速度大小；
    （2）从开始到物块A追上物块B的过程中，力F对物块B所做的功．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案