【題目】如圖所示,勻強(qiáng)電場方向沿x軸的正方向,場強(qiáng)為E.在A(d,0)點(diǎn)有一個(gè)靜止的中性微粒,由于內(nèi)部作用,某一時(shí)刻突然分裂成兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電微粒,其中電荷量為q的微粒1沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一段時(shí)間到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn).不計(jì)重力和分裂后兩微粒間的作用.試求

(1)分裂時(shí)兩個(gè)微粒各自的速度;
(2)當(dāng)微粒1到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn)時(shí),電場力對(duì)微粒1做功的瞬間功率;
(3)當(dāng)微粒1到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn)時(shí),兩微粒間的距離.

【答案】
(1)解:微粒1在y方向不受力,做勻速直線運(yùn)動(dòng);在x方向由于受恒定的電場力,做勻加速直線運(yùn)動(dòng).所以微粒1做的是類平拋運(yùn)動(dòng).

設(shè)微粒1分裂時(shí)的速度為v1,微粒2的速度為v2則有:

在y方向上有

d=v1t

在x方向上有a= ,

d= at2

v1=

速度方向沿y軸的負(fù)方向.

中性微粒分裂成兩微粒時(shí),遵守動(dòng)量守恒定律,有

mv1+mv2=0

所以 v2=﹣v1

所以 v2的大小為 ,方向沿y正方向.

答:分裂時(shí)微粒1的速度大小為 ,方向沿著y軸的負(fù)方向;微粒2的速度大小為 ,方向沿著y軸的正方向;


(2)解:設(shè)微粒1到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn)時(shí)的速度為VB,則電場力做功的瞬時(shí)功率為,

P=qEVB cosθ=qEVBx,

其中由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 VBx= = ,

所以 P=qE

答:當(dāng)微粒1到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn)時(shí),電場力對(duì)微粒1做功的瞬間功率是 qE ;


(3)解:兩微粒的運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性,如圖所示,當(dāng)微粒1到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn)時(shí)發(fā)生的位移

S1= d,

則當(dāng)微粒1到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn)時(shí),兩微粒間的距離為BC=2S1=2 d.

答:當(dāng)微粒1到達(dá)(0,﹣d)點(diǎn)時(shí),兩微粒間的距離是2 d.


【解析】(1)首先分析粒子的運(yùn)動(dòng)情況,由于微粒1沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),而粒子所受的電場力沿X軸的負(fù)方向,所以在做類平拋運(yùn)動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解求出粒子1的速度,粒子分裂的時(shí)候滿足人船模型,利用動(dòng)量守恒可以求解l兩個(gè)粒子的速度。
(2)電場力做功的瞬時(shí)功率可以理解為電場力和粒子沿X軸方向上速度的乘積,由于粒子在X軸方向上做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求出速度,進(jìn)而求出加速度。
(3)分別研究兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng),兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)關(guān)于點(diǎn)A(d,0)對(duì)稱,根據(jù)前面求出的速度結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡可以求出一個(gè)粒子的位移,再乘以二就可以了。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】如圖所示,水平傳送帶以恒定速率傳動(dòng).每隔相同時(shí)間T,在左端A點(diǎn),輕輕放上一個(gè)完全相同的工件,已知工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,工件質(zhì)量為m.經(jīng)測量,發(fā)現(xiàn)那些已經(jīng)和傳送帶共速的工件之間的距離均為L.已知重力加速度為g,下列說法正確的是( )

A. 傳送帶的速度大小為

B. 工件在傳送帶上加速時(shí)間為

C. 每個(gè)工件與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為

D. 傳送帶因傳送每一個(gè)工件而多消耗的能量為

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【題目】如圖所示,兩個(gè)小球從水平地面上方同一點(diǎn)O分別以初速度、水平拋出,落在地面上的位置分別是AB, O在地面上的豎直投影,且A:AB =1:3。若不計(jì)空氣阻力,則兩小球

A. 拋出的初速度大小之比為1:4

B. 落地速度大小之比為1:3

C. 落地速度與水平地面夾角的正切值之比為41

D. 通過的位移大小之比為1:

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列選項(xiàng)中的各 圓環(huán)大小相同,所帶電荷量已在圖中標(biāo)出,且電荷均勻分布,各 圓環(huán)間彼此絕緣.坐標(biāo)原點(diǎn)O處電場強(qiáng)度最大的是( )
A.
B.
C.
D.

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【題目】斜面上放置一傾角為θ的斜面體A,質(zhì)量為M,與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,在其斜面上靜放一質(zhì)量為m的物塊B,AB間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2(已知μ2>tanθ),如圖所示,F(xiàn)將一水平向左的力F作用在斜面體A上, F的數(shù)值由零逐漸增加,當(dāng)A、B將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),F不再改變。設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。求:

1B所受摩擦力的最大值

2)水平力F的最大值

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【題目】如圖,輸入電壓U=8V,燈泡L標(biāo)有“3V 6W“字樣,M為電動(dòng)機(jī).當(dāng)燈泡恰能正常發(fā)光時(shí),電動(dòng)機(jī)的輸入電壓為( )

A.3V
B.5V
C.8V
D.11V

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【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系,彈簧測力計(jì)固定在一合適的木板上,桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪,細(xì)繩的兩端分別與彈簧測力計(jì)的掛鉤和礦泉水瓶連接,在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ,并測出間距d,開始時(shí)將木板置于MN處,現(xiàn)緩慢將瓶中加水,直到木板剛剛開始運(yùn)動(dòng)位置,記下彈簧測力計(jì)的示數(shù) ,以此表示滑動(dòng)摩擦力的大小,將木板放回原處并按住,繼續(xù)向瓶中加水后,記下彈簧測力計(jì)的示數(shù) ,然后釋放木板,并用停表記下木板運(yùn)動(dòng)到PQ的時(shí)間t,

(1)木板的加速度可以用d、t表示為a=______;為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是_________。

(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn),確定加速度a與彈簧測力計(jì)示數(shù) 的關(guān)系,下列圖像能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是_____。

a. b. c. d.

(3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比,它的優(yōu)點(diǎn)是_________

A.可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

C.可以比較精確地測出摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度

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【題目】以下為一家用熱水器銘牌,則該熱水器正常工作時(shí)的電流大小A,連續(xù)工作0.5小時(shí)耗電J.

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【題目】如圖甲所示,有一傾角為θ30°的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一質(zhì)量為M的木板,斜面與木板平滑連接,滑塊經(jīng)過斜面與木板交界處的動(dòng)能損失可忽略不計(jì).開始時(shí),質(zhì)量為m1 kg的滑塊在水平向左的力F作用下靜止在斜面上,現(xiàn)將水平力F變?yōu)樗较蛴仪掖笮〔蛔,?dāng)滑塊滑到木板上時(shí)撤去力F,此后滑塊和木板在水平面上運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示,g10 m/s2.求:

(1)水平作用力F的大;

(2)滑塊開始下滑時(shí)距木塊上表面的高度;

(3)木板的質(zhì)量M.

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