絕緣材料制成的圓柱形細(xì)管質(zhì)量為m、帶電荷量為+q、管長(zhǎng)為h，管底封閉且水平，由于空間有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，它剛好能豎直靜止．現(xiàn)從其管口無(wú)初速釋放一個(gè)絕緣的、不帶電的、質(zhì)量也為m的彈性小球（直徑小于管的內(nèi)徑，可以視為質(zhì)點(diǎn)），不計(jì)空氣對(duì)小球和細(xì)管的作用力，在小球和細(xì)管的運(yùn)動(dòng)或碰撞過(guò)程中，不會(huì)改變各自的帶電情況，已知重力加速度為g，問(wèn)：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E多大？
（2）小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度多大？
（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞且碰撞時(shí)間可忽略，小球第二次與管底碰前瞬間的速度多大？
（1）帶電管剛好在電場(chǎng)中靜止，則　qE=mg，得E=
mg
q

（2）小球在管中自由下落，小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度為　v=
2gh

（3）小球與管底發(fā)生彈性碰撞，兩者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，得 mv=mv1+mv2
機(jī)械能守恒得　
1
2
mv2=
1
2
m
v21
+
1
2
m
v22
 （式中v1、v2分別是小球與管底碰撞后的速度）　　
解方程得　v1=0，v2=v=
2gh

兩者碰后管向下做勻速運(yùn)動(dòng)，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，直到它們?cè)俚诙蜗嗯觯?br>設(shè)第一次碰后到第二次相碰的時(shí)間為t，則
對(duì)小球有　s=
1
2
gt2
對(duì)管有　s=v2t
解得：t=
2v2
g

故小球第二次跟管底相碰時(shí)的速度為　
v/2
=gt=2v2=2
2gh

答：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E是
mg
q
．
（2）小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度是
2gh
．
（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞且碰撞時(shí)間可忽略，小球第二次與管底碰前瞬間的速度是2
2gh
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，A，B，C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平面上，A，B間連接一根處于松弛狀態(tài)的輕繩（繩受拉力不伸長(zhǎng)），B，C間連接一根處于原長(zhǎng)的輕彈簧，現(xiàn)A以初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧再一次處于原長(zhǎng)時(shí)，A，B，C的速度各多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量為M的快艇攜帶一顆質(zhì)量為m的魚(yú)雷，兩者一起以速度v向前運(yùn)動(dòng)．快艇沿前進(jìn)方向發(fā)射魚(yú)雷后，速度減為原來(lái)的
1
3
，不計(jì)水的阻力，則魚(yú)雷的發(fā)射速度為（　�。�
A．
2M+3m
3m
v		B．
2M
3m
v		C．
4M-m
3m
v		D．
4M
3m
v

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，光滑的
1
4
圓弧軌道AB、EF，半徑AO、O′F均為9且水平．質(zhì)量為m、長(zhǎng)度也為9的小車(chē)靜止在光滑水平面CD上，小車(chē)上表面與軌道AB、EF的末端B、E相切．一質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道AB的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，由末端B滑上小車(chē)，小車(chē)立即向4運(yùn)動(dòng)．當(dāng)小車(chē)4端與壁DE剛接觸時(shí)，物體m恰好滑動(dòng)到小車(chē)4端且相對(duì)于小車(chē)靜止，同時(shí)小車(chē)與壁DE相碰后立即停止運(yùn)動(dòng)但不粘連，物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)滑上圓弧軌道EF，以后又滑下來(lái)沖上小車(chē)．求：
（1）水平面CD的長(zhǎng)度；
（2）物體m滑上軌道EF的最高點(diǎn)相對(duì)于E點(diǎn)的高度h；
（3）當(dāng)物體再?gòu)能壍繣F滑下并滑上小車(chē)后，小車(chē)立即向左運(yùn)動(dòng)．如果小車(chē)與壁BC相碰后速度也立即變?yōu)榱悖詈笪矬wm停在小車(chē)上的Q點(diǎn)，則Q點(diǎn)距小車(chē)4端多遠(yuǎn)？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，質(zhì)量m=20kg的物體以水平速度v0=5m/s滑上靜止在水平地面的平板小車(chē)的左端．小車(chē)質(zhì)量M=80kg，物體在小車(chē)上滑行一段距離后相對(duì)于小車(chē)靜止．已知物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8，小車(chē)與地面間的摩擦可忽略不計(jì)，g取10m/s2，求：
（1）物體相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)，小車(chē)的速度大小；
（2）整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；
（3）小車(chē)在地面上滑行的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

質(zhì)量為m的小球A以速度V0在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生對(duì)心碰撞，則碰撞后小球A速度大小VA和小球B速度大小VB可能為（　�。�
A．VA=
1
3
V0VB=
2
3
V0		B．VA=
2
5
V0 VB=
7
10
V0
C．VA=
1
4
V0VB=
5
8
V0		D．VA=
3
8
V0 VB=
5
16
V0

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示的凹形場(chǎng)地，兩端是半徑為L(zhǎng)的光滑
1
4
圓弧面，中間是長(zhǎng)為4L的粗糙水平面．質(zhì)量為3m的滑塊乙開(kāi)始停在水平面的中點(diǎn)O處，質(zhì)量為m的滑塊甲從光滑圓弧面頂端A處無(wú)初速度滑下，進(jìn)入水平面內(nèi)并與乙發(fā)生碰撞，碰后以碰前一半的速度反彈．已知甲、乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，且μ1=0.25，μ2=
μ1
2
．甲、乙的體積大小忽略不計(jì)．求：
（1）甲與乙碰撞前的速度；
（2）碰后瞬間乙的速度；
（3）甲、乙在O處發(fā)生碰撞后，剛好不再發(fā)生碰撞，則碰后甲乙通過(guò)的路程之比為多少，甲、乙停在距B點(diǎn)多遠(yuǎn)處．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

A、B兩個(gè)粒子都帶正電，B的電荷量是A的兩倍，B的質(zhì)量是A的四倍，A以已知速度v向靜止的B粒子飛去．由于庫(kù)侖斥力，他們之間的距離縮短到某一極限后又被彈開(kāi)，然后各自以新的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)作用前后他們的軌跡都在同一直線上，試計(jì)算當(dāng)A、B之間的距離最近時(shí)各自的速度？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

質(zhì)量為4.0千克的物體A靜止在水平桌面上．另一個(gè)質(zhì)量為2.0千克的物體B以5.0米/秒的水平速度與物體A相撞，碰撞后物體B以1.0米/秒的速度反向彈回．相撞過(guò)程中損失的機(jī)械能是______焦．

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