如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，用長為2L的絕緣輕桿連接兩個質(zhì)量均為m的帶電小球A和B．A球的帶電量為+2q，B球的帶電量為－3q，兩球組成一帶電系統(tǒng)。虛線MN與PQ平行且相距3L，開始時A和B分別靜止于虛線MN的兩側，虛線MN恰為AB兩球連線的垂直平分線。若視小球為質(zhì)點，不計輕桿的質(zhì)量，在虛線MN、PQ間加上水平向右的電場強度為E的勻強電場后。試求：
(1)B球剛進入電場時，帶電系統(tǒng)的速度大��；
(2) 帶電系統(tǒng)向右運動的最大距離和此過程中B球電勢能的變化量；
(3) 帶電系統(tǒng)運動的周期。

（1）；（2）；；（3）T

解析試題分析: (1)設B球剛進入電場時帶電系統(tǒng)電度為v1，由動能定理得
         解得
(2)帶電系統(tǒng)向右運動分三段：B球進入電場前、帶電系統(tǒng)在電場中、A球出電場。
設A球的最大位移為x，由動能定理得

解得       則
B球從剛進入電場到帶電系統(tǒng)從開始運動到速度第一次為零時位移為
其電勢能的變化量為
(3)向右運動分三段，取向右為正方向，
第一段加速，
第二段減速 
設A球出電場電速度為v2，由動能定理得
解得    
第三段再減速則其加速度a3及時間t3為:
，      
所以帶電系統(tǒng)運動的周期為:
考點：帶電粒子在勻強電場中的運動；動能定理的應用

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）釣魚島是我國固有領土，決不允許別國侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國，我人民海軍為此進行登陸演練，假設一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點x＝1 km處．登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角θ＝37°，為保證行動最快，隊員甲先勻加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊員甲開始下滑時，隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度平拋救生圈，第一個剛落到快艇，接著拋第二個，結果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇（快艇可視為質(zhì)點），若人的質(zhì)量m，重力加速度g＝10 m/s2，問：

(1)軍艦甲板到快艇的豎直高度H為多少？隊員甲在繩索上運動的時間t0為多少？
(2)若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊員甲在何處速度最大？最大速度多大？
(3)若登陸艇額定功率5 kW，載人后連同裝備總質(zhì)量為103 kg，從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近，到達岸邊時剛好能達到最大速度10 m/s，若登陸艦前進時阻力恒定，則登陸艇運動的時間t′為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（6分）如圖所示，斜面傾角，另一邊與地面垂直，高為，斜面頂點有一定滑輪，物塊A和B的質(zhì)量分別為和，通過輕而軟的細繩連結并跨過定滑輪，開始時兩物塊都位于與地面的垂直距離為的位置上，釋放兩物塊后，A沿斜面無摩擦地上滑，B沿斜面的豎直邊下落，若物塊A恰好能達到斜面的頂點，試求和的比值.（滑輪質(zhì)量、半徑及摩擦均可忽略）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在傾角為θ的斜面上，N點上方粗糙，下方光滑，一物塊（可視為質(zhì)點）從N點上方離N距離為S的P點由靜止釋放，下滑到N處開始壓縮彈簧后又被彈離，第二次上滑最遠位置離N距離為0.5S．（不計物體與彈簧接觸瞬間能量的損失）求：

（1）物塊與粗糙斜面間的動摩擦因數(shù)
（2）若已知物塊的質(zhì)量為m，彈簧壓縮最短時的彈性勢能為EP，則物體從彈簧被壓縮最短運動到N點的距離L為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

)一絕緣“?”形桿由兩段相互平行的足夠長的水平直桿PQ、MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成，固定在豎直平面內(nèi)，其中MN桿是光滑的，PQ桿是粗糙的．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上，小環(huán)所受的電場力為重力的.
 
(1)若將小環(huán)由D點靜止釋放，則剛好能到達P點，求DM間的距離；
(2)若將小環(huán)由M點右側5R處靜止釋放，設小環(huán)與PQ桿間的動摩擦因數(shù)為μ，小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，求小環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(18分)在“極限”運動會中，有一個在鋼索橋上的比賽項目．如圖所示，總長為的均勻粗鋼絲繩固定在等高的、處，鋼絲繩最低點與固定點、的高度差為，動滑輪起點在處，并可沿鋼絲繩滑動，鋼絲繩最低點距離水面也為．若質(zhì)量為的人抓住滑輪下方的掛鉤由點靜止滑下，最遠能到達右側點，、間鋼絲繩相距為，高度差為 ．若參賽者在運動過程中始終處于豎直狀態(tài)，抓住滑輪的手與腳底之間的距離也為，滑輪與鋼絲繩間的摩擦力大小視為不變，且摩擦力所做功與滑過的路程成正比，不計參賽者在運動中受到的空氣阻力、滑輪（含掛鉤）的質(zhì)量和大小，不考慮鋼索橋的擺動及形變．

（1）滑輪與鋼絲繩間的摩擦力是多大？
（2）若參賽者不依靠外界幫助要到達點，則人在點處抓住掛鉤時至少應該具有多大的初動能？
（3）比賽規(guī)定參賽者須在鋼絲繩最低點脫鉤并到達與鋼絲繩最低點水平相距為、寬度為，厚度不計的海綿墊子上．若參賽者由點靜止滑下，會落在海綿墊子左側的水中．為了能落到海綿墊子上，參賽者在點抓住掛鉤時應具有初動能的范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，傾角為θ的粗糙斜面的底端有一凹形小滑塊，在底端豎直線上離底端高度為H處有一個小球，小球以一定的水平速度v0拋出。

（1）要使小球垂直打在斜面上，試推導小球離斜面底端的高度H與小球速度v0之間的關系。
（2）若斜面傾角θ=37°，凹形小滑塊的質(zhì)量m=1kg，小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25�，F(xiàn)小滑塊以某一初速度從斜面底端上滑，同時在斜面底端正上方的小球以初速度3m/s水平拋出，經(jīng)過一段時間，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽，此時，小滑塊還在上滑過程中。求小滑塊運動的時間和小滑塊的動能變化量。（已知sin37°＝0.6, cos37°＝0.8， g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，在豎直向下的勻強電場中，一個質(zhì)量為m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下，小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時恰好不落下來。已知軌道是光滑而又絕緣的，且小球的重力是它所受的電場力2倍。求：

（1）A點在斜軌道上的高度h為多少？
（2）小球運動到最低點時對軌道的最小壓力為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(14分)據(jù)報道：2012年10月14日，奧地利男子費利克斯·鮑姆加特納在美國新墨西哥州東南部羅斯韋爾地區(qū)成功完成高空極限跳傘，從3.9萬米高度起自由落體，創(chuàng)下紀錄；時速達到約1342公里，成為不乘坐噴氣式飛機或航天飛行器而超音速飛行的世界第一人．
（1）設定鮑姆加特納連同裝備總質(zhì)量為，從距地高H處由靜止開始豎直下落時達到最大速度，打開降落傘后，到達地面時速度可忽略不計，設定他下落整個過程中各處重力加速度都為．求：
①鮑姆加特納連同裝備從開始下落至到達地面的過程中，損失的機械能；
②由靜止開始下落達到最大速度的過程中，克服阻力所做的功．
（2）實際上重力加速度與距地面高度有關，設定地面重力加速度數(shù)值為，地球半徑R="6400" km，求距地高度處的重力加速度數(shù)值．(保留三位有效數(shù)字，不考慮地球自轉影響)

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