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17.質(zhì)量為m=0.01kg、帶電量為+q=2.0×10-4C的小球由空中A點(diǎn)無(wú)初速度自由下落,在t=2s末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),再經(jīng)過(guò)t=2s小球又回到A點(diǎn).不計(jì)空氣阻力,且小球從未落地,則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E為2×103N/C,回到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為8J.

分析 分析小球的運(yùn)動(dòng)情況:小球先做自由落體運(yùn)動(dòng),加上勻強(qiáng)電場(chǎng)后小球先向下做勻減速運(yùn)動(dòng),后向上做勻加速運(yùn)動(dòng).由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出t秒末速度大小,加上電場(chǎng)后小球運(yùn)動(dòng),看成一種勻減速運(yùn)動(dòng),自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與這個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)的位移大小相等、方向相反,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求電場(chǎng)強(qiáng)度,由W=qEd求得電場(chǎng)力做功,即可得到回到A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能.

解答 解:小球先做自由落體運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng),兩個(gè)過(guò)程的位移大小相等、方向相反.設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,加電場(chǎng)后小球的加速度大小為a,取豎直向下方向?yàn)檎较�,則有:12gt2=-(vt-12at2
又v=gt
解得a=3g由牛頓第二定律得:a=qEmgm,聯(lián)立解得,E=4mgq=4×0.01×102×104=2×103 N/C
則小球回到A點(diǎn)時(shí)的速度為:v′=v-at=-2gt=-20×10×2m/s=-400m/s
動(dòng)能為 Ek=12mv2=12×0.01×4002J=8J
故答案為:2×103,8.

點(diǎn)評(píng) 本題首先要分析小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,采用整體法研究勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程,抓住兩個(gè)過(guò)程之間的聯(lián)系:位移大小相等、方向相反,運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律結(jié)合進(jìn)行研究.

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:解答題

7.如圖所示,在x軸上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為-q的粒子,以速度v從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),已知θ=\frac{π}{3},粒子重力不計(jì),求:
(1)粒子的運(yùn)動(dòng)半徑,并在圖中定性地畫出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)粒子經(jīng)過(guò)x軸和y軸時(shí)的坐標(biāo).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.一列簡(jiǎn)諧波沿著x軸正向傳播,振幅為2cm.如圖所示,在t=0時(shí)刻相距30m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b的位移都是1cm,但運(yùn)動(dòng)方向相反,其中a質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向;在t=2s時(shí),b質(zhì)點(diǎn)恰好第一次回到y(tǒng)=1cm處,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的(  )
A.t=0時(shí)刻,a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的加速度相同
B.a、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍
C.這列簡(jiǎn)諧波的周期一定小于8s
D.這列簡(jiǎn)諧波的波速可能為3.75m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.滑雪運(yùn)動(dòng)員由斜坡向下滑行時(shí)其速度-時(shí)間圖象如圖所示,圖象中AB段為曲線,運(yùn)動(dòng)員在此過(guò)程中不變的是( �。�
A.動(dòng)能B.速度方向C.合力D.機(jī)械能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能EP隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,其中0~x2段是對(duì)稱的曲線,x2~x3是直線段,則正確的是( �。�
A.x1處電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B.x2~x3段是勻強(qiáng)電場(chǎng)
C.x1、x2、x3處電勢(shì)φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ1>φ2>φ3
D.粒子在0~x2段做勻變速運(yùn)動(dòng),x2~x3段做勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.“用DIS研究溫度不變時(shí),一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).
(1)實(shí)驗(yàn)中不能用手握住注射器的氣體部分,這是為了保持氣體溫度不變.
(2)(多選)實(shí)驗(yàn)中獲得了多組(pV)值,然后以V為縱坐標(biāo),\frac{1}{P}為橫坐標(biāo),畫出了V-\frac{1}{P}圖線是近似一條直線,將之延長(zhǎng),其延長(zhǎng)線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),而交于橫軸上,如圖所示,則不可能的原因是ABC
(A)注射器漏氣
(B)各組(V,\frac{1}{P})取值范圍太小
(C)實(shí)驗(yàn)時(shí)用手握住注射器而未能保持溫度不變
(D)注射器和壓強(qiáng)傳感器的連接部分的管中的氣體體積未計(jì)入氣體體積.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.一質(zhì)點(diǎn)沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖所示.在1.5s~2s的時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的速度v、加速度a的大小的變化情況是( �。�
A.v變大,a變大B.v變小,a變小C.v變大,a變小D.v變小,a變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

6.(A)如圖所示,光滑水平面上用輕繩連接質(zhì)量分別為M和m的兩個(gè)物體A和B.初始時(shí)刻,物體A靜止,物體B以初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng),繩子被拉緊時(shí)突然斷裂,物體B的速度變?yōu)?\frac{2}{3}$v0,則物體A的速度變?yōu)?\frac{m{v}_{0}}{3M}$.根據(jù)以上數(shù)據(jù)能求出此過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能(選填“能”或“不能”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.理發(fā)師用的電吹風(fēng)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲,單凍機(jī)帶動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng),電熱絲給空氣加熱,得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干.設(shè)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1,它與電熱絲的電阻R2相串聯(lián),接到電壓為U的交流電源上,電流為I,電吹風(fēng)消耗的電功率為P,則下列說(shuō)法正確是( �。�
A.電吹風(fēng)工作時(shí)電吹風(fēng)的發(fā)熱功率為P熱=I2R2
B.電吹風(fēng)工作時(shí)電路中的電流為I=\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}
C.電吹風(fēng)工作時(shí)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓大于I(R1+R2
D.電吹風(fēng)工作時(shí)消耗的電功率為P=UI

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