在絕緣水平面上放一質(zhì)量m=2.0×10-3 kg的帶電滑塊A,所帶電荷量q=1.0×10-7 C.在滑塊A的左邊l=0.3 m處有一個不帶電的絕緣滑塊B,滑塊B的質(zhì)量M=4.0×10-3 kg,B與一端連在豎直墻壁上的輕彈簧接觸(不連接)且彈簧處于自然狀態(tài),彈簧原長L=0.05 m.如圖所示,在水平面上方空間加一水平向左的勻強電場,電場強度的大小E=4.0×105 N/C.滑塊A由靜止釋放后向左滑動并與滑塊B發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時間極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起時共同運動并一起壓縮彈簧至最短處(彈性限度內(nèi)),此時彈性勢能E0=3.2×10-3 J,兩滑塊始終沒有分開,兩滑塊的體積大小不計.與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.50,g取10 m/s2.求:

(1)兩滑塊碰撞后剛結(jié)合在一起時的共同速度v;

(2)兩滑塊被彈簧彈開后距豎直墻壁的最大距離s.

(1)1.0 m/s  (2)0.08 m

解析:(1)設(shè)兩滑塊碰前A的速度為v1,由動能定理有:

(Eq-μmg)l=mv12

所以v1==3 m/s

A、B兩滑塊碰撞,由于時間極短動量守恒,設(shè)共同速度為v

mv1=(m+M)v

v==1.0 m/s.

(2)碰后A、B一起壓縮彈簧至最短,設(shè)彈簧壓縮量為x1,由動能定理有:

Eqx1-μ(m+M)gx1-E0=0-(m+M)v2/2

x1==0.02 m

設(shè)反彈后滑行了x2后速度減為零,則

E0-Eqx2-μ(m+M)gx2=0

x2=≈0.05 m

以后因為Eq>μ(m+M)g,滑塊可能還會向左運動,被彈開的距離將逐漸變小,所以,最大距離smax=x2+L-x1=(0.05+0.05-0.02) m=0.08 m.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,絕緣的輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球(小球與彈簧不拴接),整個系統(tǒng)處在方向豎直向上的勻強電場中.開始時,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)施加一外力F,將小球向下壓至某一位置,然后撤去外力,使小球從靜止開始向上運動.設(shè)小球從靜止開始向上運動到離開彈簧的過程中,電場力對小球所做的功為W1,小球克服重力所做的功為W2,小球離開彈簧時的速度為V.不計空氣阻力,則在上述過程中( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧豎直立在水平地面上,彈簧一端固定在地面上.一小球從高處自由下落到彈簧上端,將彈簧壓縮至最低點.在小球開始下落至最低點的過程中,彈簧始終處于彈性限度內(nèi).在此過程中,能正確表示小球的加速度a隨下降位移x的大小變化關(guān)系是下面圖象中的
B
B



A.B.C.D.

(2)如圖所示為某種電子秤的原理示意圖,AB為一均勻的滑線變阻器,阻值為R,長度為L,兩邊分別有P1、P2兩個滑動頭,與P1相連的金屬細(xì)桿可在被固定的豎直光滑絕緣桿MN上保持水平狀態(tài),金屬細(xì)桿與托盤相連,金屬細(xì)桿所受重力忽略不計.彈簧處于原長時P1剛好指向A端,若P1、P2間出現(xiàn)電壓時,該電壓經(jīng)過放大,通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上顯示出質(zhì)量的大。阎獜椈傻膭哦认禂(shù)為k,托盤自身質(zhì)量為m0,電源電動勢為E,電源的內(nèi)阻忽略不計,信號放大器、信號轉(zhuǎn)換器和顯示器的分流作用忽略不計.求:
①托盤上未放物體時,在托盤的自身重力作用下,P1距A端的距離x1;
②在托盤上放有質(zhì)量為m的物體時,P1距A端的距離x2;
③在托盤上未放物體時通常先校準(zhǔn)零點,其方法是:調(diào)節(jié)P2,從而使P1、P2間的電壓為零.校準(zhǔn)零點后,將被稱物體放在托盤上,試推導(dǎo)出被稱物體的質(zhì)量m與P1、P2間電壓U的函數(shù)關(guān)系式.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,豎直向上的勻強電場中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止.現(xiàn)撤去F,使小球沿豎直方向運動,在小球由靜止到離開彈簧的過程中,重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2,小球離開彈簧時的速度為v,不計空氣阻力,則該過程中( 。

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年山東省泰安市寧陽二中高三12月質(zhì)檢物理試卷(帶解析) 題型:單選題

如圖,豎直向上的勻強電場中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止,F(xiàn)撤去F,使小球沿豎直方向運動,在小球由靜止到離開彈簧的過程中,重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2,小球離開彈簧時的速度為v,不計空氣阻力,則上述過程中(      )

A.小球的重力勢能增加-W1B.小球的電勢能減少W2
C.小球的機械能增加W1+D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年山東省淄博市高三第一次模擬考試物理卷(解析版) 題型:選擇題

如圖,豎直向上的勻強電場中,絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上,上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接,施加外力F將小球向下壓至某位置靜止,F(xiàn)撤去F,使小球沿豎直方向運動,在小球由靜止到離開彈簧的過程中,重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2,小球離開彈簧時的速度為v,不計空氣阻力,則上述過程中

A.小球的重力勢能增加-W1

B.小球的電勢能減少W2

C.小球的機械能增加W1+

D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

 

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