【題目】如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R=0.2m的半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小E=5.0×103V/m．一不帶電的絕緣小球甲，以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞．已知乙球的質(zhì)量為m=1.0×10－2kg，乙所帶電荷量q=2.0×10-5C，甲球質(zhì)量為乙球質(zhì)量的k倍，g取10m/s2．(水平軌道足夠長，甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個運(yùn)動過程無電荷轉(zhuǎn)移)

(1)若k=1，且甲乙兩球碰撞后，乙恰能通過軌道的最高點(diǎn)D，求甲的速度v0；

(2)若k>1，且甲仍以（1）中的速度v0向右運(yùn)動，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍．

【答案】(1) ； (2) 。

【解析】

(1)在乙恰能通過軌道的最高點(diǎn)的情況下，設(shè)乙到達(dá)最高點(diǎn)的速度為vD，乙離開D點(diǎn)到達(dá)水平軌道的時間為t，乙的落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為x，則

①

設(shè)碰撞后甲、乙的速度分別為v甲、v乙，根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒定律有：

②

③

聯(lián)立②③得：

④

由k=1，則，由動能定理得：

⑤

聯(lián)立①④⑤得：

⑥

（2）甲、乙完全彈性碰撞，碰撞后甲、乙的速度分別為v甲、v乙，由②③解得

⑦

又k>1，則，設(shè)乙球過D點(diǎn)的速度為，由動能定理得

⑨

解得：

⑩

設(shè)乙在水平軌道上的落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為，則有：

聯(lián)立得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】據(jù)報道，最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖所示，炮彈(可視為長方形導(dǎo)體)置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間，并與軌道壁接觸良好，開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端，通以電流后炮彈會被磁力加速，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d = 0.10 m，導(dǎo)軌長L= 5.0 m，炮彈質(zhì)量m = 0.30 kg，導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示，可以認(rèn)為，炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動時，它所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B=2.0 T，方向垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v = 2.0×103 m/s，求通過導(dǎo)軌的電流I的大小，忽略摩擦力與重力的影響。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為一種利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A. 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，將導(dǎo)軌調(diào)至水平．

B. 測出擋光條的寬度 d．

C. 將滑塊移至圖示位置，測出擋光條到光電門的距離l．

D. 釋放滑塊，讀出擋光條通過光電門的擋光時間t．

E. 用天平稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m．

F. ……

回答下列問題：

（1）在滑塊從靜止釋放到運(yùn)動到光電門的過程中，系統(tǒng)的重力勢能減少了______．

（2）擋光條通過光電門的速率為_____．

（3）為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測量的物理量是_______________．（寫出物理量的名稱及符號）

（4）若要符合機(jī)械能守恒定律的結(jié)論，以上測得的物理量應(yīng)該滿足的關(guān)系是__________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab段水平，長度為2R；bc段是半徑為R的四分之一圓弧，與ab相切于b點(diǎn)．一質(zhì)量為m的小球．始終受到與重力大小相等的水平外力F的作用，自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動，重力加速度大小為g．小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，以下說法正確的是

A. 重力與水平外力合力的沖量等于小球的動量變化量

B. 小球?qū)A弧軌道b點(diǎn)和c點(diǎn)的壓力大小都為5mg

C. 小球機(jī)械能的增量為3mgR

D. 小球在到達(dá)c點(diǎn)前的最大動能為mgR

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圓形區(qū)域半徑為R，區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，P為磁場邊界上的最低點(diǎn)．大量質(zhì)量均為m，電荷量絕對值均為q的帶負(fù)電粒子，以相同的速率從P點(diǎn)射入磁場區(qū)域，速度方向沿位于紙面內(nèi)的各個方向．粒子的軌道半徑為2R，A、C為圓形區(qū)域水平直徑的兩個端點(diǎn)，粒子重力不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，則

A. 粒子射入磁場的速率為

B. 粒子在磁場中運(yùn)動動的最長時間為

C. 不可能有粒子從C點(diǎn)射出磁場

D. 若粒子的速率可以變化，則可能有粒子從A點(diǎn)水平射出

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)用多用表進(jìn)行了兩次測量，指針的位置分別如圖中a和b所示。若多用表的選擇開關(guān)處在以下表格中所指的擋位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少? 請?zhí)钤诒碇小?/span>

所選擇的檔位

指針位置

a

b

直流電壓2.5 V

①________

直流電流50mA

②________

(2)用表盤為如圖所示的多用電表正確測量了一個13Ω的電阻后，需要繼續(xù)測量一個阻值大概是2kΩ左右的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端測量之前，以下哪些操作是必須的。請選擇其中有用的，并按

操作順序?qū)懗觯?/span>__________________。

A.用螺絲刀調(diào)節(jié)表盤下中間部位的調(diào)零螺絲，使表針指零

B.將紅表筆和黑表筆接觸

C.把選擇開關(guān)旋到“×1kΩ”位置

D.把選擇開關(guān)旋到“×100Ω”位置

E調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使表針指著歐姆零點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為2kg的物體在水平面內(nèi)做曲線運(yùn)動，已知x方向的位移-時間圖像和y方向的速度-時間圖像分別如圖甲、乙所示。下列說法正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直

B. 3s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為10m/s

C. 質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為6m/ s

D. 質(zhì)點(diǎn)所受的合外力大小為2N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動能定理”。他們在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。

(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=______mm。

(2)下列實(shí)驗(yàn)要求中必要的一項(xiàng)是_______（請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母）。

A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平

(3)實(shí)驗(yàn)時保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼質(zhì)量m，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點(diǎn)作出線性圖像，研究滑塊動能變化與合外力對它做功的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出的圖像是______ （填寫 選項(xiàng)前對應(yīng)的字母）。

A. B. M-F C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的，現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些，燈泡B比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是(　　)

A. R1、R2同時短路B. R1短路

C. R3斷路D. R2斷路

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同步練習(xí)冊答案