【題目】如圖所示，絕緣材料制作的輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在墻壁上，另一端與帶正電，電量為q質(zhì)量為m的滑塊A連接，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，最初水平向左，此時(shí)裝置保持靜止，彈簧具有勢(shì)能Ep。（水平面光滑且絕緣，小球的電量不變.要求不用彈性勢(shì)能本身的表達(dá)式求解）

（1）現(xiàn)突然將電場(chǎng)方向變化為水平向右，大小不變，則A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為多大？彈簧的最大彈性勢(shì)能為多大？

（2）若緊貼滑塊A放另一絕緣材質(zhì)，不帶電的滑塊B，滑塊B質(zhì)量也為m，開(kāi)始都靜止，再突然將電場(chǎng)方向變化為水平向右，大小不變，求B獲得的最大速度為多大？

【答案】（1）A=；Epm= Ep+（2）v=

【解析】

（1）小球處于平衡位置時(shí)，電場(chǎng)力與彈簧的彈力平衡，彈簧壓縮了x=，

現(xiàn)突然將電場(chǎng)方向變化為水平向右，大小不變，則此時(shí)合力為2Eq，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)x=時(shí)合力又為零，速度最大，

故A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為2x=，

根據(jù)動(dòng)能定理知2Eqx=

然后減速運(yùn)動(dòng)，速度為零時(shí)，彈性勢(shì)能最大

根據(jù)能量守恒知Epm=Ep+2Eqx=Ep+

（2）AB靜止時(shí)qE=kx′

電場(chǎng)向右后，一起向右加速運(yùn)動(dòng)，

對(duì)整體：qE-kx=2ma

FAB=ma

兩滑塊分離時(shí)，FAB=0，加速度為零；

由此得：x=，

分離時(shí)，彈簧的勢(shì)能與最初位置彈簧的勢(shì)能相等．所以，這一過(guò)程有：

qE2x=2mv2，

B獲得的最大動(dòng)能為EK=mv2

由此得vm=．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，通過(guò)電磁鐵控制小鐵球從A點(diǎn)由靜止釋放．下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)光電門(mén)B時(shí)，通過(guò)與之相連的毫秒計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)記錄下?lián)豕鈺r(shí)間t，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整光電門(mén)位置使小鐵球下落過(guò)程中球心通過(guò)光電門(mén)中的激光束．(當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔?/span>g表示)

(1)為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測(cè)量的物理量有________；

A．A點(diǎn)與地面間的距離H

B．小鐵球的質(zhì)量m

C．小鐵球從A到B的下落時(shí)間tAB

D．小鐵球的直徑d

E．A、B之間的距離h

(2)小鐵球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v＝________，如果關(guān)系式______________成立，則可驗(yàn)證小鐵球在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。(用測(cè)量的物理量表示)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，他用帶有游標(biāo)尺的測(cè)量頭(如圖乙所示)測(cè)量相鄰兩條亮條紋間的距離Δx。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊某一條亮條紋(將這一條紋確定為第一亮條紋)的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)如圖丙所示，則圖丙的示數(shù)x1＝________mm。再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)齊第6條亮條紋的中心，此時(shí)游標(biāo)尺上的示數(shù)情況如圖丁所示，則圖丁的示數(shù)x2＝________mm。如果實(shí)驗(yàn)所用雙縫之間的距離d＝0.20 mm，雙縫到屏的距離l＝60 cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出光的波長(zhǎng)λ＝__________m(保留1位小數(shù))。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，圖甲和圖乙分別為x軸上a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，且xab="6m." 下列判斷正確的是（ ）

A. 波一定沿x軸正方向傳播B. 波長(zhǎng)可能是8m

C. 波速一定是6m/sD. 波速可能是2m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】物理課外活動(dòng)小組在用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)出了不同擺長(zhǎng)L所對(duì)應(yīng)的周期T，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)：

①甲同學(xué)以擺長(zhǎng)L為橫坐標(biāo)、周期T的平方為縱坐標(biāo)作出了T2—L圖線。若他由圖象測(cè)得的圖線斜率為K，則測(cè)得的重力加速度g=_____________。若甲同學(xué)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，忘記測(cè)擺球的半徑，則他用圖線法求得的重力加速度___________________（選填“偏大”、“偏小”、“準(zhǔn)確”）。

②乙同學(xué)根據(jù)公式得，并計(jì)算重力加速度，若他測(cè)得擺長(zhǎng)時(shí)，把擺線長(zhǎng)當(dāng)作擺長(zhǎng)（忘記加上小球半徑），則他測(cè)得的重力加速度值__________（選填“偏大”、“偏小”、“準(zhǔn)確”）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】氣球以20m/s的速度沿豎直方向勻速上升，當(dāng)它上升到離地160m的高處時(shí)，一重物從氣球上掉落，（不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2）求：

（1）重物需要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能落到地面？

（2）重物到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的平行板器件中，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直．一帶電粒子（重力不計(jì)）從左端以速度v沿虛線射入后做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子（　 　）

A. 一定帶正電

B. 可能帶負(fù)電

C. 若速度，粒子在板間的運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng)

D. 若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入平行板，仍做直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】運(yùn)動(dòng)員在同位置一分別沿與地面成30°和60°的方向踢出一只橄欖球，兩次球落在同一地點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，不計(jì)空氣阻力，則橄欖球

A.兩次運(yùn)動(dòng)位移相等

B.沿軌跡①運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)

C.在最高點(diǎn)時(shí)沿軌跡②運(yùn)動(dòng)速度小

D.兩次最高點(diǎn)位置一定在同一直線上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。如圖給出了電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，電火花計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為50Hz。

（1）本實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有_____。（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A．電壓合適的交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列做法正確的是_____。（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A．先釋放小車帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源

B．先接通電源，再釋放小車帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)

C．將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處

D．將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處

（3）根據(jù)紙帶可以計(jì)算打下各點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度及小車的加速度，現(xiàn)計(jì)算打下第2點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為：v2＝_____m/s，小車的加速度為a＝_____m/s2．（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

（4）若當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f＝60Hz，但是做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么由此測(cè)量計(jì)算出的加速度值比實(shí)際值偏_____（填“大”或“小“）。

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同步練習(xí)冊(cè)答案