分析 (1)小球受到的重力和電場力之和為零,故小球以v0做勻速圓周運(yùn)動.第一次碰后利用動能定理求的到達(dá)B點(diǎn)的速度,由牛頓第二定律求的拉力.
(2)在以后的碰撞過程中間的運(yùn)動利用動能定理求的碰撞時的速度,利用牛頓第二定律求的拉力,即可判斷
解答 解:(1)小球第一次與A碰之前,qE=mg,且方向相反,做勻速圓周運(yùn)動
所以小球與A板第一次碰前,速度為v0=$\sqrt{2gL}$
繩中拉力 TA1=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{L}$=2mg
小球從與A板第一次碰后到與B板第一次碰前的過程中
由動能定理得
(qE+mg)2L=$\frac{1}{2}m{v}_{B1}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
得vB1=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+8gL}$=$\sqrt{10gL}$
小球與B板第一次碰前 TB1-qE-mg=m$\frac{{v}_{B1}^{2}}{L}$
解得:TB1=12mg
(2)小球從與B板第一次碰后到與A板第二次碰前,qE=mg,且方向相反,做勻速圓周運(yùn)動.
故球與A板第二次碰前 vA2=vB1=$\sqrt{10gL}$
此時細(xì)繩中拉力 TA2=m$\frac{{v}_{A2}^{2}}{L}$=10mg
小球從與A板第二次碰后到與B板第二次碰前的過程中(qE+mg)•2L=$\frac{1}{2}m{v}_{B2}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{A2}^{2}$
得 vB2=$\sqrt{18gL}$
小球與B板第二次碰前 TB2-qE-mg=m$\frac{{v}_{B2}^{2}}{L}$
解得TB2=20mg
綜上分析可知,小球每次與A,B板碰前,繩中拉力比上一次碰前增加△T=8mg
則小球與B檔板第n次碰面,繩中拉力為 TBn=TB1+(n-1)△T=(8n+4)mg
若繩斷,則TBn≥50mg
聯(lián)立得:n≥5.75
所以小球在繩斷前與B擋板碰撞了5次.
答:
(1)小球與A擋板第一次碰前瞬間,繩中拉力F1為2mg.小球與B擋板第一次碰前瞬間,繩中的拉力F2為12mg
(2)若輕繩可以承受的最大拉力為50mg,則在繩斷之前,小球與B擋板碰撞了5次.
點(diǎn)評 本題要注意電場力與重力做功的特點(diǎn),二力做功均與路徑無關(guān),關(guān)鍵是抓住在小球向上運(yùn)動時重力與電場力大小相等方向相反,電場力和重力做功之和為零,向下運(yùn)動時重力和電場力做正功即可.
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
組別 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
F/N | 0 | 1.1 | 2.2 | 3.3 | 4.4 |
a/ms-2 | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)量越小越好 | |
B. | 相同質(zhì)量下密度大的好 | |
C. | 在紙帶能承受的范圍內(nèi)質(zhì)量越大越好 | |
D. | 同樣質(zhì)量下、體積小的好 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 受迫振動的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率有關(guān) | |
B. | 光在真空中傳播的速度在任何參考系中都是相同的 | |
C. | 牛頓環(huán)是由光的衍射產(chǎn)生的 | |
D. | 光的偏振現(xiàn)象證實(shí)光是橫波 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 床墊對運(yùn)動員的彈力始終作負(fù)功,運(yùn)動員的動能一直減小 | |
B. | 運(yùn)動員所受重力的瞬時功率先增大后減小 | |
C. | 在A位置上,床墊的彈性勢能為零,運(yùn)動員的動能最大 | |
D. | 在最低點(diǎn)時,床墊對運(yùn)動員的彈力等于運(yùn)動員所受的重力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 只增加繩的長度 | B. | 只減小重物的重量 | ||
C. | 只將手指向下移動 | D. | 只將手指向上移動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在沒有抽氣的情況下,迅速倒置玻璃管,羽毛和玻璃球同時到達(dá)玻璃管底端 | |
B. | 在沒有抽氣的情況下,迅速倒置玻璃管,玻璃球先到達(dá)玻璃管底端 | |
C. | 在抽成真空的情況下,迅速倒置玻璃管,玻璃球先到達(dá)玻璃管底端 | |
D. | 在抽成真空的情況下,迅速倒置玻璃管,玻璃球和羽毛同時到達(dá)玻璃管底端 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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