【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)存在著兩種區(qū)域:無(wú)電場(chǎng)區(qū)域和有理想上下邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域。兩種區(qū)域相互間隔,豎直高度相等均為h.電場(chǎng)區(qū)域共有n個(gè),水平方向足夠長(zhǎng),每一電場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)的大小均為E= ,場(chǎng)強(qiáng)的方向均豎直向上。一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電小球(看作質(zhì)點(diǎn)),從第一無(wú)電場(chǎng)區(qū)域的上邊緣以初速度v0水平拋出,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g .則
(1)求小球剛離開第一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小v1;
(2)求小球從開始運(yùn)動(dòng)到剛好離開第二個(gè)電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的時(shí)間t2;
(3)若場(chǎng)強(qiáng)大小均為E= ,方向不變,求小球從開始運(yùn)動(dòng)到剛好離開第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的總時(shí)間tn.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)對(duì)小球應(yīng)用動(dòng)能定理可以求出小球離開第一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小;
(2)根據(jù)題意求出小球的加速度,然后應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(3)根據(jù)小球的受力情況分析其運(yùn)動(dòng)過(guò)程,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出小球經(jīng)過(guò)第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域經(jīng)歷的總時(shí)間。
(1) 小球從開始運(yùn)動(dòng)到離開第一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域過(guò)程,由動(dòng)能定理得:mg2h-qEh=
解得:v1=;
(2) 小球在第一個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),有:
解得:
小球離開第一個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)域時(shí),在豎直方向分速度為:
小球進(jìn)入第一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域,在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
小球在第二個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)域在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有:
解得:
小球離開第二個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)在豎直方向的分速度為:vy2=vy1+gt3=
小球進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
小球從開始運(yùn)動(dòng)到剛好離開第二個(gè)電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的時(shí)間為
t1=t1y+t2y+t3y+t3y=;
(3) 小球在第一個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),有:
解得:
場(chǎng)強(qiáng)大小均為小球在電場(chǎng)區(qū)域所受合力:qE-mg=mg,方向豎直向上
小球進(jìn)入電場(chǎng)后在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),離開電場(chǎng)時(shí)速度為零,
小球在第一個(gè)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t2y=t1y=
小球在一個(gè)無(wú)電場(chǎng)區(qū)域與一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域的總運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t=t1y+t2y=2
小球從開始運(yùn)動(dòng)到剛好離開第n個(gè)電場(chǎng)區(qū)域所經(jīng)歷的總時(shí)間為:tn=nt=2n。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,1/4圓弧軌道AB與水平軌道BC相切于B點(diǎn),兩軌道平滑連接且與小物塊動(dòng)摩擦因數(shù)相同,F(xiàn)將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊從圓弧軌道的A點(diǎn)由靜止釋放,最終在水平軌道上滑行一段距離停在C點(diǎn),此過(guò)程中小物塊重力做功為W1、克服摩擦阻力做功為W2。再用沿運(yùn)動(dòng)方向的外力F將小物塊從C點(diǎn)緩慢拉回A點(diǎn),拉力做功為W3、克服摩擦阻力做功為W4。則給定各力做功大小關(guān)系式正確的是
A. W2 = W4 B. W1 =W2 C. W3 =Wl+ W2 D. W3 =Wl +W4
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在距地面一定高度的同一點(diǎn)A處,三次水平拋射皮球(視為質(zhì)點(diǎn))均能擊中水平地面上的同一目標(biāo)(目標(biāo)在A點(diǎn)右方)。第一次在無(wú)風(fēng)情況下以v1水平拋出;第二次在有水平向右的風(fēng)力作用下以v2水平拋出;第三次在有水平向左的風(fēng)力作用下以v3水平拋出。則下列說(shuō)法中正確的是
A. 三次下落時(shí)間不相等
B. 三次拋射的水平初速度v2 >v1 >v3
C. 皮球三次運(yùn)動(dòng)的位移方向不同
D. 擊中目標(biāo)時(shí)的速度方向不同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電動(dòng)機(jī)通過(guò)其轉(zhuǎn)軸上的絕緣細(xì)繩牽引一根原來(lái)靜止的長(zhǎng)為L=1m,質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒ab,緊貼在豎直放置、電阻不計(jì)的金屬框架上,導(dǎo)體棒的電阻R=1Ω,磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框架所在平面,當(dāng)導(dǎo)體棒在電動(dòng)機(jī)牽引下上升h=3.8m時(shí),獲得穩(wěn)定速度,此過(guò)程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生熱量Q=2J。電動(dòng)機(jī)工作時(shí),電壓表、電流表的讀數(shù)分別恒為U=7V和I=1A,電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=1Ω,不計(jì)一切摩擦,g=10 m/s2,求:
⑴導(dǎo)體棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少?
⑵導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小。一同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,如圖所示,將壓敏電阻平放在升降機(jī)內(nèi),受壓面朝上,在上面放一物體m,升降機(jī)靜止時(shí)電流表示數(shù)為I0,如圖甲所示。當(dāng)升降機(jī)在其它不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電流表的示數(shù)分別如圖乙、丙、丁所示,則下列判斷中正確的是
A. 壓敏電阻所受壓力越大,電流表示數(shù)就越大
B. 如圖乙所示,升降機(jī)可能做加速度增大的變加速上升運(yùn)動(dòng)
C. 如圖丙所示,升降機(jī)內(nèi)的物體處于超重狀態(tài)
D. 如圖丁所示,升降機(jī)內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,R0為定值電阻,電容器的電容為C.閉合開關(guān)S,增大可變電阻R的阻值,電壓表示數(shù)的變化量為△U,電流表示數(shù)的變化量為△I,則( )
A.電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的比值不變
B.變化過(guò)程中△U和△I的比值保持不變
C.電阻R0兩端電壓減小,減小量為△U
D.電容器的帶電量減小,減小量為C△U
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,甲是錄音機(jī)錄音電路原理圖,乙是研究自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)電路圖,丙是電流表內(nèi)部線圈工作原理圖,丁圖是電容式話筒電路原理圖,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 甲圖中錄音機(jī)錄音時(shí),由于話筒的聲電轉(zhuǎn)換,線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)
B. 乙圖電路開關(guān)斷開瞬間,燈泡會(huì)突然閃亮一下, 并在開關(guān)處產(chǎn)生電火花
C. 丙圖中線圈常常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上,是利用了電磁阻尼
D. 丁圖電路中,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,聲波的振動(dòng)會(huì)在電路中產(chǎn)生變化的電流
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆半徑相同行星,距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng).圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方,兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系,它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同.則
A. P1的質(zhì)量一定比P2的大 B. P1的“第一宇宙速度”比P2的大
C. s1的向心力比s2的大 D. s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,點(diǎn)O、a、c在同一水平線上,c點(diǎn)在豎直細(xì)桿上。一橡皮筋一端固定在O點(diǎn),水平伸直(無(wú)彈力)時(shí),另一端恰好位于a點(diǎn),在a點(diǎn)固定一光滑小圓環(huán),橡皮筋穿過(guò)圓環(huán)與套在桿上的小球相連。已知b、c間距離小于c、d間距離,小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定,橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)且其彈力跟伸長(zhǎng)量成正比。小球從b點(diǎn)上方某處釋放,第一次到達(dá)b、d兩點(diǎn)時(shí)速度相等,則小球從b第一次運(yùn)動(dòng)到d的過(guò)程中( )
A. 在c點(diǎn)速度最大
B. 在c點(diǎn)下方某位置速度最大
C. 重力對(duì)小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功
D. 在b、c兩點(diǎn),摩擦力的瞬時(shí)功率大小相等
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