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如图所示,在光滑水平地面上有一小车,车底板光滑且绝缘,车上左右两边分别竖直固定有...

如图所示,在光滑水平地面上有一小车,车底板光滑且绝缘,车上左右两边分别竖直固定有金属板M、N,两板间的距离为L.M板接电源的正极,N板接电源的负极,两极板间的电场可视为匀强电场.一可视为质点的带正电小球,处在小车底板上靠近M板的位置并被锁定(球与M板不接触),小球与小车以速度v共同向右运动.已知小球带电量为q,质量为m,车、金属板和电源的总质量为3m.某时刻突然解除对小球的锁定,小球在电场力的作用下相对小车向右运动,当小球刚要与小车的N板接触时,小车的速度恰好为零.求:
(1)两极板间匀强电场的场强E的大小.
(2)从解除锁定到小球运动到车底板的中央位置时,小球和小车的对地速度各是多少?(结果可带根号)

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(1)当小球滑到距N板的过程中,系统速度相同,根据动量守恒定律求出系统最终的速度,再对系统运用动能定理,求出E的值. (2)小球运动到车底板的中央位置时,系统速度相同,根据动量守恒定律求出小球的速度和小车的速度. 【解析】 (1)设车、金属板和电源的总质量为M,小车速度为零时小球的速度为v 由动量守恒定律有:(M+m)v=mv  ① 设两板间的电势差为U,由功能关系,有:           ② 由匀强电场的场强和电势差的关系,有: U=EL                            ③ 联立①②③,并将M=3m代入, 可得:                 ④ (2)设小球运动到车底板中央位置时小球的速度为v1,小车的速度为v2 由动量定恒定律有:(M+m)v=mv1+Mv2   ⑤ 由功能关系,有:  ⑥ 联立③~⑥,并将M=3m代入,可解得 小球的速度:, 小车的速度: (也可以分别对小球和小车用动能定理列式解之) 答:(1)两极板间匀强电场的场强E的大小. (2)从解除锁定到小球运动到车底板的中央位置时,小球的速度和小车的对地速度是  .
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考点分析:
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我国发射的“神州”六号飞船于2005年10月12日上午9:00在酒泉载人航天发射场发射升空,经变轨后飞船在距地面一定高度的圆轨道上飞行.在太空飞行约115小时30分,环绕地球77圈,在完成预定空间科学和技术实验任务后于北京时间10月17日在内蒙古中部地区准确着陆.
(1)根据以上数据估算飞船的运行周期和轨道距离地面的高度.(地球半径为R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=10m/s2,取π2=10,295~310的立方根取6.74)
(2)当返回舱降落距地球10km时,回收着陆系统启动,弹出伞舱盖,连续完成拉出引导伞、减速伞和主伞动作,主伞展开面积足有1200m2,由于空气阻力作用有一段减速下落过程,若空气阻力与速度平方成正比,即f=kv2,并已知返回舱的质量为m=8.0×103kg,这一过程最终匀速时的收尾速度为v1=14m/s,则当返回舱速度为v2=42m/s时的加速度为多大?
(3)当返回舱在距地面1m时,点燃反推火箭发动机,最后以不大于v3=4.0m/s的速度实现软着陆,这一过程中反推火箭产生的反推力至少等于多少?(设反推火箭发动机点火后,空气阻力不计,可以认为返回舱做匀减速直线运动)
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(1)杆ab最后回到ce端的速度v.
(2)拉力F.

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manfen5.com 满分网如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,上板带正电.金属板长L=20cm,两板间距d=10manfen5.com 满分网cm.求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v是多大?
(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U2是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为D=10manfen5.com 满分网cm,为使微粒不会由磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
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铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率.下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h.
弯道半径r/m    660    330    220    165    132    110
内外轨高度差h/mm50100150200250300
(1)根据表中数据,试导出h和r关系的表达式,并求出当r=550m时,h的设计值;
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率v(g=9.8m/s,以km/h为单位,结果取整数;路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理)
(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求.为了提高运输力,2007年4月18日铁道部将对铁路进行第六次大面积提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高.请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?
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位置ABC
速度(m/s)2.012.0
时刻(s)4.010.0
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力的大小.
(3)人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离.(取g=10m/s2

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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