【題目】如圖所示，上表面光滑、質(zhì)量為4m的帶有擋板的木板B放置在水平地面上，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，木板上放有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的物塊A。整個裝置處于電場強(qiáng)度大小、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中�，F(xiàn)同時給物塊、木板水平向右的初速度，當(dāng)物塊運動到木板右端時（與擋板碰前的瞬間），木板的速度恰好減為零，之后物塊與擋板發(fā)生第1次碰撞，以后每隔一段時間，物塊就與擋板碰撞1次。已知物塊與擋板的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短，物塊始終在木板上運動，重力加速度大小為g。求：

(1)發(fā)生第1次碰撞后，物塊與木板的速度大小；

(2)從第1次碰撞至第2020次碰撞的時間間隔；

(3)從第1次碰撞至第2020次碰撞，物塊電勢能的減少量。

【答案】(1)；；(2)；(3)

【解析】

(1)物塊受到電場力

F=Eq=0.5mg

木板受到地面的摩擦力

對物塊和木板組成的系統(tǒng)，合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，設(shè)物塊與擋板第1次碰撞前，速度為v1，有

解得

設(shè)第1次碰撞后，物塊與木板的速度分別為vA1、vB1，由動量守恒和能量守恒得

聯(lián)立，解得

(2)設(shè)碰撞后，物塊與木板的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律

解得

而

解得

第1次碰撞后，物塊以3v0向左勻減速運動。速度減為零后再向右勻加速運動。木板以2v0向右勻減速運動，經(jīng)過時間t1，速度減為零，位移為xB1由運動學(xué)公式

此時，物塊的速度為v2，位移為xA1.由運動學(xué)公式

經(jīng)分析，第2次碰撞前，物塊、木板的速度與第1次碰撞前的速度相同。之后，物塊、木板將重復(fù)前述運動過程。

從第l次碰撞至第2020次碰撞的時間間隔

(3)從第1次碰撞至第2020次碰撞。物塊電勢能的減少量為

聯(lián)立，解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一幼兒園小朋友在水平桌面上將a、b、c三個形狀不規(guī)則的石塊成功疊放在一起，受到了老師的表揚(yáng)，則下列說法正確的是

A.c受到水平桌面向左的摩擦力

B.c對b的作用力方向一定豎直向上

C.b對a的支持力大小一定等于a受到的重力

D.b對a的支持力與a受到的重力一定是一對平衡力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用豎直上拋運動驗證機(jī)械能守恒定律，所用裝置如圖甲所示。A、B為兩個光電門，與安裝在底座上的彈射裝置在同一豎直線上。

(1)該同學(xué)用螺旋測微器測量小球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，小球直徑__________cm。彈射裝置將小球豎直向上拋出，先后通過光電門A、B，計時裝置測出小球通過A、B的時間分別為、，由此可知小球通過光電門A、B時的速度分別為vA、vB，其中vA=___________m/s（保留3位有效數(shù)字）；

(2)用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，只需比較__________（用題目中涉及的物理量符號表示）是否相等，就可以驗證機(jī)械能是否守恒。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，大量帶電粒子同時從y軸上OP之間（0＜y≤a）沿x軸正向射入磁場，并同時到達(dá)O點。已知粒子的比荷均為，不計粒子的重力以及粒子之間的相互作用，下列說法正確的是（　�。�

A.所有粒子運動的時間均為

B.粒子的入射速度v與入射位置的縱坐標(biāo)y滿足關(guān)系

C.到達(dá)O點前的同一時刻，所有粒子排列在一段圓弧上

D.在0~時間內(nèi)，所有粒子經(jīng)過的磁場區(qū)域的面積為后

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在用單擺測量重力加速度的實驗中，下列說法正確的是 。

A.盡量選擇質(zhì)量大、體積小的擺球

B.用刻度尺測量擺線的長度，將其作為單擺的擺長

C.為方便測量，可以讓單擺的振幅盡可能大

D.釋放擺球，當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間t，則單擺的周期T=

E.測量多組擺長和對應(yīng)的周期T，分別以和T2為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，作出函數(shù)圖像，根據(jù)直線的斜率求出重力加速度g

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，平行板電容器與直流電源(內(nèi)阻不計)連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則

A.帶電油滴將沿豎直方向向上運動

B.兩板之間的電場強(qiáng)度不變

C.P點的電勢將降低

D.電容器的電容減小，極板所帶電荷量增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面內(nèi)固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面正對固定放置的平行金屬板P、Q連接。圓環(huán)內(nèi)有垂直于紙面變化的磁場，變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定磁場方向垂直于紙面向里為正方向）。圖中可能正確表示P、Q兩極板間電場強(qiáng)度E（規(guī)定電場方向由P板指向Q板為正方向）隨時間t變化情況的是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩位同學(xué)用如圖甲所示裝置，通過半徑相同的A,B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。

(1)實驗中必須滿足的條件是________。

A.斜槽軌道盡量光滑以減小誤差

B.斜槽軌道末端的切線必須水平

C.入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下

D.兩球的質(zhì)量必須相等

(2)測量所得入射球的質(zhì)量為，被碰撞小球的質(zhì)量為，圖甲中點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點的位置，測得平拋射程為;再將小球B放置在軌道末端，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球相撞，分別找到球和球相撞后的平均落點,測得平拋射程分別為和。當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式________時，則說明兩球的碰撞為彈性碰撞。

(3)另一同學(xué)也用上述兩球進(jìn)行實驗，但將實驗裝置進(jìn)行了改裝:如圖乙所示，將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上，用來記錄實驗中球球與木條的撞擊點。實驗時，首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，撞擊點為;然后將木條平移到圖中所示位置，入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點;再將入射球從斜軌上起始位置由靜止釋放，與球相撞，確定球和球相撞后的撞擊點分別為和。測得與各點的高度差分別為若所測物理量滿足表達(dá)式________時，則說明球和球碰撞中動量守恒。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某有線制導(dǎo)導(dǎo)彈發(fā)射時，在導(dǎo)彈發(fā)射基地和導(dǎo)彈間連一根細(xì)如蛛絲的特制光纖，它雙向傳輸信號，能達(dá)到有線制導(dǎo)作用．光纖由纖芯和包層組成，其剖面如所示，其中纖芯材料的折射率＝2，包層折射率，光纖長度為6km．(已知當(dāng)光從折射率為的介質(zhì)射入折射率為的介質(zhì)時，入射角θ1、折射角θ2間滿足：)

（1）求纖芯和包層分界面上全反射的臨界角C。

（2）若導(dǎo)彈飛行過程中，將有關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘�，利用光纖發(fā)回發(fā)射基地經(jīng)瞬間處理后轉(zhuǎn)化為指令光信號返回導(dǎo)彈，若光纖可視為沿直線排布，求信號往返需要的最長時間。

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