如圖所示,A為位于一定高度處的質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,B為位于水平地面上的質(zhì)量為M的用特殊材料制成的長(zhǎng)方形空心盒子,且M=2m,盒子與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,盒內(nèi)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=2mg/q,盒外沒(méi)有電場(chǎng).盒子的上表面開(kāi)有一系列略大于小球的小孔,孔間距滿足一定的關(guān)系,使得小球進(jìn)出盒子的過(guò)程中始終不與盒子接觸.當(dāng)小球A以1m/s的速度從孔1進(jìn)入盒子的瞬間,盒子B恰以v1="6" m/s的初速度向右滑行.已知盒子通過(guò)電場(chǎng)對(duì)小球施加的作用力與小球通過(guò)電場(chǎng)對(duì)盒子施加的作用力大小相等、方向相反.設(shè)盒子足夠長(zhǎng),取重力加速度g=10m/s2,小球恰能順次從各個(gè)小孔進(jìn)出盒子,且不與盒子底部相碰。試求:
(1)小球A從第一次進(jìn)入盒子到第二次進(jìn)入盒子所經(jīng)歷的時(shí)間;
(2)盒子上至少要開(kāi)多少個(gè)小孔,才能保證小球始終不與盒子接觸;
(3)從小球第一次進(jìn)入盒子至盒子停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,盒子通過(guò)的總路程.
(1)                
(2)11個(gè).  
(3)                                
(1)A在盒子內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),         (2分)
由以上兩式得  ag                                                 (1分)
A在盒子內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間   A在盒子外運(yùn)動(dòng)的時(shí)間     (1分)
A從第一次進(jìn)入盒子到第二次進(jìn)入盒子的時(shí)間                 (1分)
(2)小球在盒子內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),盒子的加速度             (1分)
小球在盒子外運(yùn)動(dòng)時(shí),盒子的加速度                     (1分)
小球運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期盒子減少的速度為      (2分)
從小球第一次進(jìn)入盒子到盒子停下,小球運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)為      (1分)
故要保證小球始終不與盒子相碰,盒子上的小孔數(shù)至少為2n+1個(gè),即11個(gè).  (1分)
(3)小球第一次在盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,盒子前進(jìn)的距離為
                                                (1分)
小球第一次從盒子出來(lái)時(shí),盒子的速度                   (1分)
小球第一次在盒外運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,盒子前進(jìn)的距離為    (1分)
小球第二次進(jìn)入盒子時(shí),盒子的速度                    (1分)
小球第二次在盒子內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,盒子前進(jìn)的距離為    (1分)
小球第二次從盒子出來(lái)時(shí),盒子的速度                     (1分)
小球第二次在盒外運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,盒子前進(jìn)的距離為     (1分)
分析上述各組數(shù)據(jù)可知,盒子在每個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的距離為一等差數(shù)列,
公差d=0.12m.且當(dāng)盒子停下時(shí),小球恰要進(jìn)入盒內(nèi),最后0.2s內(nèi)盒子通過(guò)的路程為0.04m.
所以從小球第一次進(jìn)入盒子至盒子停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,盒子通過(guò)的總路程為
                                     (2分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(22分)離子推進(jìn)器是新一代航天動(dòng)力裝置,可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。推進(jìn)劑從圖中P處注入,在A處電離出正離子,BC之間加有恒定電壓,正離子進(jìn)人B時(shí)的速度忽略不計(jì),經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出。已知推進(jìn)器獲得的推力為,,單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J。為研究問(wèn)題方便,假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時(shí)不受其他外力,忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)速度。

(1)求加在BC間的電壓U
(2)為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行,必須在出口D處向正離子束注入電子,試解釋其原因。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

圖1中,質(zhì)量為m的物塊疊放在質(zhì)量為2m的足夠長(zhǎng)的木板上方右側(cè),木板放在光滑的水平地面上,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s內(nèi)F的變化如圖2所示,圖中F以mg為單位,重力加速度g=10m/s2.整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)靜止。

(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度;
(2)在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出0~3s內(nèi)木板和物塊的v—t圖象,據(jù)此求0~3s內(nèi)物塊相對(duì)于木板滑過(guò)的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一放在光滑水平面上的彈簧秤,其外殼質(zhì)量為,彈簧及掛鉤質(zhì)量不計(jì),在彈簧秤的掛鉤上施一水平向左的力F1,在外殼吊環(huán)上施一水平向右的力F2,則產(chǎn)生了沿F1方向上的加速度,那么此彈簧秤的讀數(shù)是                              (   )
A.F1B.F2C.F1-F2 D.F2 ma

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

用手水平托住幾本書(shū),下列哪種情況下手對(duì)書(shū)本的作用力最大:
A.使書(shū)本勻速向上運(yùn)動(dòng)B.使書(shū)本勻速向下運(yùn)動(dòng)
C.使書(shū)本勻加速水平運(yùn)動(dòng)D.使書(shū)本勻減速向上運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖12所示,足夠長(zhǎng)的斜面傾角θ=37°,一物體以v0=12m/s的初速度,從斜面A點(diǎn)沿斜面向上運(yùn)動(dòng),加速度大小為a=8.0m/s2.已知重力加速度g=10m/s2,sin 37°= 0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)物體沿斜面上滑的最大距離s;
(2)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
(3)物體沿斜面到達(dá)最高點(diǎn)后返回下滑至A點(diǎn)時(shí)的速度大小v

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

某些城市交通部門(mén)規(guī)定汽車(chē)在市區(qū)某些街道行駛速度不得超過(guò)vm=30km/h.一輛汽車(chē)在該水平路段緊急剎車(chē)時(shí)車(chē)輪抱死,沿直線滑動(dòng)一段距離后停止.交警測(cè)得車(chē)輪在地面上滑行的軌跡長(zhǎng)為sm=10m.從手冊(cè)中查出該車(chē)輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75,取重力加速度g=10m/s2
(1)假如你是交警,請(qǐng)你判斷汽車(chē)是否違反規(guī)定,超速行駛(在下面寫(xiě)出判斷過(guò)程)
(2)目前,有一種先進(jìn)的汽車(chē)制動(dòng)裝置,可保證車(chē)輪在制動(dòng)時(shí)不被抱死,使車(chē)輪仍有一定的滾動(dòng),安裝了這種防抱死裝置的汽車(chē),在緊急剎車(chē)時(shí)可獲得比車(chē)輪抱死更大的制動(dòng)力,從而使剎車(chē)距離大大減。僭O(shè)汽車(chē)安裝防抱死裝置后剎車(chē)制動(dòng)力恒為f,駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為t,汽車(chē)的質(zhì)量為m,汽車(chē)行駛的速度為v,試推出剎車(chē)距離s的表達(dá)式.
(3)根據(jù)剎車(chē)距離s的表達(dá)式,試分析引發(fā)交通事故的原因的哪些?
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

)如圖所示,質(zhì)量為m=4kg的物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,現(xiàn)用F=25N與水平方向成θ=370的力拉物體,使物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求:

(1)物體所受支持力為多大?摩擦力為多大?
(2)求物體的加速度的大。
(3)若F作用t=4s后即撤除,此后物體還能運(yùn)動(dòng)多久?
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g="10" m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體在光滑水平面上受到5個(gè)水平方向的共點(diǎn)恒力作用而處于靜止平衡狀態(tài),現(xiàn)將其中一個(gè)F1=9N的力減小為原來(lái)的,同時(shí)將與F1垂直的另一個(gè)F2=8N的力減小為原來(lái)的,此后,對(duì)物體的描述正確的是(   )
A.物體一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.物體可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
C.物體1s末的速度為10m/sD.物體所受的合外力大小為5N

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