高三物理帶電物體在電場中的運(yùn)動-資料下載頁
2024-11-12 17:02本頁面
【導(dǎo)讀】量發(fā)生變化，利用動能定理或從全過程中能量的轉(zhuǎn)化，電場力的功與重力的功一樣，都只與始末位置有關(guān)，荷A、B，在AB連線上的P點(diǎn)由靜止釋放一帶電滑塊，則以下判斷正確的是(). 若突然將電場反向，則小球加速度的大。在某時(shí)刻，使A、B以相等的初動能E開始沿同一直。在碰撞過程中無機(jī)械能損失，碰后又各自返回。兩球碰前的庫侖力為,場力做的功，動能增大，動量也增大,B錯(cuò)A正確。負(fù)電小球，另一端固定在O點(diǎn)。動到細(xì)線與水平成θ=60°的位置B時(shí)速度為零。表示）相交于B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距離OC的豎直高度為h。油滴以恒定的速率V2緩慢上升。k、V1、V2等已知量表示）。率V1下降時(shí)，移動某一定值的豎直距離所需時(shí)間為t1，間為t2，然后又把電壓撤除，使所考察的油滴又降落，
【正文】 。 ?帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動到速度第 一次為零時(shí)球 A相對右板的位置。 (3)帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動到速度第 一次為零所需的時(shí)間 固定底盤 A B E +2q 3q ? 設(shè)球 B剛進(jìn)入電場時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度為 v1，由動能定理有： 解： 求得： 固定底盤 A B E +2q 3q (2)設(shè)帶電系統(tǒng)的速度為 0時(shí)，假設(shè) A球仍在電場中，并設(shè) B球在電場中的位移為 x，由動能定理有 求得 求得： 所以帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球 A、 B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。設(shè) A球達(dá)到右極板時(shí)速度為 v2 解得： 接下來，只有 B球受到電場力，設(shè)帶電系統(tǒng)的速度為 0時(shí)， A球相對右極板的位移為 x。由動能定理有 題目 求得： (3)設(shè)球 B從靜止到剛進(jìn)入電場的時(shí)間為 t1，則： 解得： 球 B進(jìn)入電場后，帶電系統(tǒng)的加速度為 a2， 由牛頓第二定律： 顯然，帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動。設(shè)球 A剛達(dá)到右極板時(shí)的速度為 v2，減速所需時(shí)間為 t2，則有： 題目 第 2頁 設(shè)球 A從離開電場到靜止所需的時(shí)間為 t3，則有： 求得： 可知 ,帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時(shí)間為 : 球 A離電場后，帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動，設(shè)加速度為 a3，再由牛頓第二定律： 題目 第 2頁 第 3頁 ， 在光滑水平地面上 ， 靜放著一質(zhì)量m1= ， 小車的右邊處在以 PQ為界的勻強(qiáng)電場中 ， 電場強(qiáng)度 E1=1 104 V/m， 小車上 A點(diǎn)正處于電場的邊界 。 質(zhì)量 m2=、 帶電量 q=6 105 C的帶正電小物塊 （ 可視為質(zhì)點(diǎn) ） 置于 A點(diǎn) ， 其與小車間的動摩擦因數(shù) μ=（ 且最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等 ） 。 現(xiàn)給小物塊一個(gè) v0=6m/s向右的初速度 。當(dāng)小車速度減為零時(shí) ， 電場強(qiáng)度突然增強(qiáng)至E2=2 104 V/m， 而后保持此值不變 。 若小物塊不從小車上滑落 ， 取 g=10m/s2。 試解答下列問題： （ 1） 小物塊最遠(yuǎn)能向右走多遠(yuǎn) ？ （ 2） 小車 、 小物塊的最終速度 分別是多少 ？ （ 3） 車的長度應(yīng)滿足什么條件 ？ v0 m1 m2 A E P Q 解： 本題是考查牛頓運(yùn)動定律 、 電場力 、 勻變速運(yùn)動規(guī)律 、 動量守恒定律知識 ， 考查考生對物理過程的綜合分析能力 、 應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力 。 （ 1）小物塊水平方向受向左的電場力與滑動摩擦力做減速運(yùn)動 ,而小車受摩擦力向右做勻加速運(yùn)動。設(shè)小車與小物塊的加速度分別為 a a2, 由牛頓定律得： 對小物塊 f qE1 對于小車 f 設(shè)經(jīng) t1秒兩者速度相同，則由 得 對小物塊有： 對小車有： 由以上二式得： 解得 t1 =，共同速度為 1m/s 當(dāng)兩者達(dá)到共同速度后 ， 受力情況發(fā)生了變化 ， 其水平方向的受力如圖所示： f qE1 f 若設(shè)兩物體只受電場力作用下一起 做減速運(yùn)動時(shí)其加速度為 a3， 則由牛頓第二定律得： 題目 設(shè)兩者間摩擦力達(dá)最大靜摩擦 ， 設(shè)小車及小物塊做減速運(yùn)動的加速度分別為 、 ， 則： 由于 , 故兩者不會相對滑動，而是以a共 =2m/s2的共同加速度做減速運(yùn)動，直至共同速度減為零。 題目 第 2頁 小物塊第一段運(yùn)動的位移 第二段運(yùn)動的位移 故小物塊向右運(yùn)動最遠(yuǎn)的位移 s=+=2m 題目 解 (1) 第 3頁 （ 2）（ 5分）當(dāng)小物塊及小車的速度減為零后，其受力如圖，由牛頓第二定律得 f qE2 f 小物塊的加速度 此時(shí)小車的加速度 設(shè)小物塊經(jīng) t2秒沖出電場 ， 此時(shí)小物塊及小車速度分別為 v3與 v4。 則： 對小物塊 ∵ 題目 解 (1) 第 3頁 第 4頁 對小物塊 對小車 當(dāng)小物塊沖出電場后 ， 若不從小車上滑落 ， 兩者最終會達(dá)至共同速度 ， 設(shè)此速度為 v5。 由系統(tǒng)動量守恒得： （ 3） 解法一 、 設(shè)小車長為 L， 由系統(tǒng)能量守恒得 : 解得 L=3m 題目 解 (1) 第 3頁 第 4頁 第 5頁 解法二： 設(shè)小車向左運(yùn)動直至與小物塊達(dá)到共同速度前的總位移為 s4， 由于小車向左加速的加速度也始終為2m/s2， 最終速度為 ， 故： 設(shè)小物塊出電場后向左運(yùn)動，直至與小車達(dá)到共同速度前的位移為 s6，設(shè)此過程中的加速度為 a7。則： 題目 解 (1) 第 3頁 第 4頁 第 5頁 解 (2) 因小物塊向左加速運(yùn)動 2m后才沖出電場 ， 故小物塊向左運(yùn)動的總位移 s7為 由此可知小物塊相對小車運(yùn)動的位移為 即小車長度至少為 3m 題目 解 (1) 第 3頁 第 4頁 第 5頁 第 7頁 解 (2)
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