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如图所示,在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板A、B,其间存在着场强E=20...

如图所示,在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板A、B,其间存在着场强E=200N/C的匀强电场,靠近正极板B处有一薄挡板S.一个带电小球,质量为m=1×10-2kg、电量q=-2×10-3C,开始时静止在P点,它与挡板S的距离为h=5cm,与A板距离为H=45cm.静止释放后小球在电场力的作用下向左运动,与挡板S相碰后电量减少到碰前的K倍,K=5/6,碰撞前后小球的速度大小不变.
(1)设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零,则电场中P点的电势Up为多少?小球在P点时的电势能⊱p为多少
(2)小球第一次与挡板S碰撞时的速度多大?第一次碰撞后小球能运动到离A板多远的地方?

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(1)根据电势差与电场强度的关系求出SP之间的电势差,进而求出P点的电势Up,电势能EP=qUp. (2)根据动能定理求出小球第一次到达挡板S时的速度;设小球与挡板相碰后向右运动s,根据动能定理即可求解; 【解析】 (1)由题意,S所在位置的电势为零,则P点的电势Up为Up=-Eh=-200×5×10-2V=-10V 小球在P点时的电势能ε=q•UP=-2×103×(-10)J=0.02J (2)小球向左运动的过程电场力做功:qEh= ∴v==2m/s 小球向右运动的过程电场力做功:-kqEh1=0- 解得,h1=0.06m 小球能运动到离A板的距离:x=h+H-h1=(0.45+0.05-0.06)m=0.44m 答: (1)则电场中P点的电势为-10V,小球在P点时的电势能为0.02J; (2)小球第一次与挡板S碰撞时的速度是2m/s,第一次碰撞后小球能运动到离A板0.44m的地方.
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考点分析:
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在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中,由于失重,因此无法利用天平称出物体的质量,科学家们用下述方法巧妙地测出了一物块的质量.将一带有推进器、总质量为m=5kg的小滑车静止放在一平台上,平台与小车间的动摩擦因数为0.25,开动推进器,小车在推进器产生的恒力作用下从静止开始运动,测得小车前进1.25m历时5s.关闭推进器,将被测物块固定在小车上,重复上述过程,测得5s内小车前进了1.00m.问:科学家们用上述方法测得的物块的质量M是多少?
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某实验小组采用如图1所示的装置来探究“功与速度变化的关系”.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.实验的部分步骤如下:
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(1)将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上,在长木板的另一端固定打点计时器;
(2)把纸带穿过打点计时器的限位孔,连在小车后端,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码;
(3)把小车拉到靠近打点计时器的位置,接通电源,从静止开始释放小车,得到一条纸带;
(4)关闭电源,通过分析小车位移与速度的变化关系来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系.
图2是实验中得到的一条纸带,点O为纸带上的起始点,A、B、C是纸带的三个计数点,相邻两个计数点间均有4个点未画出,用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图所示,已知所用交变电源的频率为50Hz,问:
(1)打B点时刻,小车的瞬时速度vB=______m/s.(结果保留两位有效数字)
(2)本实验中,若钩码下落高度为h1时合外力对小车所做的功W,则当钩码下落h2时,合外力对小车所做的功为______.(用h1、h2、w表示)
(3)实验中,该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图3所示.根据该图形状,某同学对W与v的关系作出的猜想,
肯定不正确的是______(填写选项字母代号)
A.W∝v        B.W∝v2
C.manfen5.com 满分网       D.W∝v3
(4)在本实验中,下列做法能有效地减小实验误差的是______(填写选项字母代号)
A.把长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力
B.实验中控制钩码的质量,使其远小于小车的总质量
C.调节滑轮高度,使拉小车的细线和长木板平行
D.先让小车运动再接通打点计时器.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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