(2010?長春一模)如圖所示,兩塊平行金屬板M、N豎直放置,兩板間的電勢(shì)差U=1.5×103V,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1×10-2kg、電荷量q=4×10-5C的帶電小球從兩板上方的A點(diǎn)以v0=4m/s的初速度水平拋出(A點(diǎn)距離兩板上端的高度h=0.2m),之后小球恰好從靠近M板上端處進(jìn)入兩板間,沿直線運(yùn)動(dòng)到N板上與N板上端相距L的B點(diǎn).不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,求:
(1)M、N兩板間的距離d;
(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek
分析:(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解小球到達(dá)M板上端時(shí)的速度大小及方向,在電場中小球沿速度方向做直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度方向和兩板間距d可以計(jì)算出板MN間的距離;
(2)從平拋和直線運(yùn)動(dòng)兩部分運(yùn)動(dòng)分別運(yùn)用動(dòng)能定理求解合力功而得到小球動(dòng)能的變化.
解答:解(1)小球開始做平拋運(yùn)動(dòng),所以小球到達(dá)板上端的豎直分速度:Vy2=2gh
解得Vy=2m/s
設(shè)小球此時(shí)速度方向與水平方向之間的夾角為θ:
tanθ=
vy
v0
=
1
2

在電場中小球所受合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,小球做直線運(yùn)動(dòng)所以有:
tanθ=
mg
eq
=
mg
q
u
d

代入數(shù)據(jù)可解得:d=0.3m
(2)進(jìn)入電場前,小球做平拋運(yùn)動(dòng),只有重力對(duì)小球做功,由動(dòng)能定理可得:
mgh=
1
2
m
v
2
1
-
1
2
m
v
2
0

在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí),小球在豎直方向下落的距離、
L=dtanθ
在電場中只有重力和電場力對(duì)小球做功,
由動(dòng)能定理有:uq+mgl=E k-
1
2
m
v
2
1

代入數(shù)據(jù)可解得:Ek=0.175J
答:(1)MN兩板間距離d=0.3m;
(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為0.175J.
點(diǎn)評(píng):掌握物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件和正確的受力分析和做功分析運(yùn)用動(dòng)能定理求解是解決本題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?長春一模)如圖所示,靜止的電子在加速電壓為U1的電場作用下從O經(jīng)P板的小孔射出,又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場,在偏轉(zhuǎn)電壓為的電場作用下偏轉(zhuǎn)一段距離.現(xiàn)使U1加倍,要想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化,應(yīng)該( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?長春一模)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶電粒子(不計(jì)重力)以某一初速度沿圓的直徑方向射入磁場,粒子穿過此區(qū)域的時(shí)間為t,粒子飛出此區(qū)域時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)60°角,根據(jù)上述條件可求下列物理量中的(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?長春一模)如圖所示,一輕桿一端固定在O點(diǎn),另一端固定一小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),通過最高點(diǎn)時(shí),由于球?qū)U有作用,使桿發(fā)生了微小形變,關(guān)于桿的形變量與球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小關(guān)系,正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?長春一模)如圖所示,一長為2L的輕桿中央有一光滑的小孔O,兩端各固定質(zhì)量為2m和m的A、B兩個(gè)小球,光滑的鐵釘穿過小孔垂直釘在豎直的墻壁上,將輕桿從水平位置由靜止釋放,轉(zhuǎn)到豎直位置,在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,忽略一切阻力.下列說法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?長春一模)如圖所示,C為兩極板水平放置的平行板電容器,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點(diǎn)位置時(shí),懸在電容器C兩極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),要使塵埃P向下加速運(yùn)動(dòng),下列方法中可行的是( 。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案