【題目】如圖所示，上表面光滑、質(zhì)量為4m的帶有擋板的木板B放置在水平地面上，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，木板上放有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的物塊A。整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中�，F(xiàn)同時(shí)給物塊、木板水平向右的初速度，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到木板右端時(shí)（與擋板碰前的瞬間），木板的速度恰好減為零，之后物塊與擋板發(fā)生第1次碰撞，以后每隔一段時(shí)間，物塊就與擋板碰撞1次。已知物塊與擋板的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，物塊始終在木板上運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g。求：

(1)發(fā)生第1次碰撞后，物塊與木板的速度大�。�

(2)從第1次碰撞至第2020次碰撞的時(shí)間間隔；

(3)從第1次碰撞至第2020次碰撞，物塊電勢(shì)能的減少量。

【答案】(1)；；(2)；(3)

【解析】

(1)物塊受到電場(chǎng)力

F=Eq=0.5mg

木板受到地面的摩擦力

對(duì)物塊和木板組成的系統(tǒng)，合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)物塊與擋板第1次碰撞前，速度為v1，有

解得

設(shè)第1次碰撞后，物塊與木板的速度分別為vA1、vB1，由動(dòng)量守恒和能量守恒得

聯(lián)立，解得

(2)設(shè)碰撞后，物塊與木板的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律

解得

而

解得

第1次碰撞后，物塊以3v0向左勻減速運(yùn)動(dòng)。速度減為零后再向右勻加速運(yùn)動(dòng)。木板以2v0向右勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t1，速度減為零，位移為xB1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

此時(shí)，物塊的速度為v2，位移為xA1.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

經(jīng)分析，第2次碰撞前，物塊、木板的速度與第1次碰撞前的速度相同。之后，物塊、木板將重復(fù)前述運(yùn)動(dòng)過程。

從第l次碰撞至第2020次碰撞的時(shí)間間隔

(3)從第1次碰撞至第2020次碰撞。物塊電勢(shì)能的減少量為

聯(lián)立，解得

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】如圖所示，一幼兒園小朋友在水平桌面上將a、b、c三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊成功疊放在一起，受到了老師的表?yè)P(yáng)，則下列說(shuō)法正確的是

A.c受到水平桌面向左的摩擦力

B.c對(duì)b的作用力方向一定豎直向上

C.b對(duì)a的支持力大小一定等于a受到的重力

D.b對(duì)a的支持力與a受到的重力一定是一對(duì)平衡力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，所用裝置如圖甲所示。A、B為兩個(gè)光電門，與安裝在底座上的彈射裝置在同一豎直線上。

(1)該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，小球直徑__________cm。彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計(jì)時(shí)裝置測(cè)出小球通過A、B的時(shí)間分別為、，由此可知小球通過光電門A、B時(shí)的速度分別為vA、vB，其中vA=___________m/s（保留3位有效數(shù)字）；

(2)用刻度尺測(cè)出光電門A、B間的距離h，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，只需比較__________（用題目中涉及的物理量符號(hào)表示）是否相等，就可以驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大量帶電粒子同時(shí)從y軸上OP之間（0＜y≤a）沿x軸正向射入磁場(chǎng)，并同時(shí)到達(dá)O點(diǎn)。已知粒子的比荷均為，不計(jì)粒子的重力以及粒子之間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.所有粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均為

B.粒子的入射速度v與入射位置的縱坐標(biāo)y滿足關(guān)系

C.到達(dá)O點(diǎn)前的同一時(shí)刻，所有粒子排列在一段圓弧上

D.在0~時(shí)間內(nèi)，所有粒子經(jīng)過的磁場(chǎng)區(qū)域的面積為后

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是 。

A.盡量選擇質(zhì)量大、體積小的擺球

B.用刻度尺測(cè)量擺線的長(zhǎng)度，將其作為單擺的擺長(zhǎng)

C.為方便測(cè)量，可以讓單擺的振幅盡可能大

D.釋放擺球，當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置開始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則單擺的周期T=

E.測(cè)量多組擺長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的周期T，分別以和T2為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，作出函數(shù)圖像，根據(jù)直線的斜率求出重力加速度g

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，平行板電容器與直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)�，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離，則

A.帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)

B.兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變

C.P點(diǎn)的電勢(shì)將降低

D.電容器的電容減小，極板所帶電荷量增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面內(nèi)固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面正對(duì)固定放置的平行金屬板P、Q連接。圓環(huán)內(nèi)有垂直于紙面變化的磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里為正方向）。圖中可能正確表示P、Q兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E（規(guī)定電場(chǎng)方向由P板指向Q板為正方向）隨時(shí)間t變化情況的是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩位同學(xué)用如圖甲所示裝置，通過半徑相同的A,B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

(1)實(shí)驗(yàn)中必須滿足的條件是________。

A.斜槽軌道盡量光滑以減小誤差

B.斜槽軌道末端的切線必須水平

C.入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下

D.兩球的質(zhì)量必須相等

(2)測(cè)量所得入射球的質(zhì)量為，被碰撞小球的質(zhì)量為，圖甲中點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點(diǎn)的位置，測(cè)得平拋射程為;再將小球B放置在軌道末端，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球相撞，分別找到球和球相撞后的平均落點(diǎn),測(cè)得平拋射程分別為和。當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式________時(shí)，則說(shuō)明兩球的碰撞為彈性碰撞。

(3)另一同學(xué)也用上述兩球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改裝:如圖乙所示，將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上，用來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)中球球與木條的撞擊點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，撞擊點(diǎn)為;然后將木條平移到圖中所示位置，入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點(diǎn);再將入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與球相撞，確定球和球相撞后的撞擊點(diǎn)分別為和。測(cè)得與各點(diǎn)的高度差分別為若所測(cè)物理量滿足表達(dá)式________時(shí)，則說(shuō)明球和球碰撞中動(dòng)量守恒。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某有線制導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，在導(dǎo)彈發(fā)射基地和導(dǎo)彈間連一根細(xì)如蛛絲的特制光纖，它雙向傳輸信號(hào)，能達(dá)到有線制導(dǎo)作用．光纖由纖芯和包層組成，其剖面如所示，其中纖芯材料的折射率＝2，包層折射率，光纖長(zhǎng)度為6km．(已知當(dāng)光從折射率為的介質(zhì)射入折射率為的介質(zhì)時(shí)，入射角θ1、折射角θ2間滿足：)

（1）求纖芯和包層分界面上全反射的臨界角C。

（2）若導(dǎo)彈飛行過程中，將有關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，利用光纖發(fā)回發(fā)射基地經(jīng)瞬間處理后轉(zhuǎn)化為指令光信號(hào)返回導(dǎo)彈，若光纖可視為沿直線排布，求信號(hào)往返需要的最長(zhǎng)時(shí)間。

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