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如圖(a),一粗糙、絕緣水平面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小滑塊A和B,其電荷量分別為q(q>0)和-q。A右端固定有輕質(zhì)光滑絕緣細(xì)桿和輕質(zhì)絕緣彈簧,彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。整個(gè)空間存在水平向右場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。A、B與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,其大小均為2qE。t=0時(shí),A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),B處于靜止?fàn)顟B(tài)。在t1時(shí)刻,A到達(dá)位置S,速度為v1,此時(shí)彈簧未與B相碰;在t2時(shí)刻,A的速度達(dá)到最大,此時(shí)彈簧的彈力大小為3qE;在細(xì)桿與B碰前的瞬間,A的速度為2v1,此時(shí)t=t3。0~t3時(shí)間內(nèi)A的v-t圖像如圖(b)所示,v1為圖線中速度的最小值,t1、t2、t3;均為未知量。運(yùn)動(dòng)過程中,A、B處在同一直線上,A、B的電荷量始終保持不變,它們之間的庫(kù)侖力等效為真空中點(diǎn)電荷間的靜電力,靜電力常量為k;B與彈接觸瞬間沒有機(jī)械能損失,彈簧始終在彈性限度內(nèi)。
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(1)求0~t1時(shí)間內(nèi),合外力對(duì)A所做的功;
(2)求t1時(shí)刻A與B之間的距離;
(3)求t1~t2時(shí)間內(nèi),勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)A和B做的總功;
(4)若增大A的初速度,使其到達(dá)位置S時(shí)的速度為2v1,求細(xì)桿與B碰撞前瞬間A的速度。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/11 0:0:2組卷:558引用:1難度:0.1
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度可視為零、不計(jì)質(zhì)子間的作用),經(jīng)一加速電壓為U直線加速器加速,形成電流強(qiáng)度恒為I的細(xì)柱形質(zhì)子流。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的,解題過程中所需物理量自行假設(shè),用約定俗成的符號(hào)表示。
    ①若質(zhì)子打到靶上均被吸收,質(zhì)子動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為靶的內(nèi)能,單位時(shí)間內(nèi)打到靶上的動(dòng)能即為發(fā)熱功率P,由此求P的表達(dá)式;
    ②假設(shè)質(zhì)子在質(zhì)子源與靶之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,試用“微元法”思想探究在質(zhì)子源與靶之間所有質(zhì)子總動(dòng)能的表達(dá)式。(12+22+……+n2=n(n+1)
    2
    n
    +
    1
    6

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:61引用:1難度:0.4
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖,ABD為豎直平面內(nèi)的絕緣軌道,其中AB段是長(zhǎng)為s=1.25的粗糙水平面,其動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,BD段為半徑R=0.2m的光滑半圓,兩段軌道相切于B點(diǎn),整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小E=5.0×103V/m。一帶負(fù)電小球以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),接著進(jìn)入半圓軌道后,恰能通過最高點(diǎn)D點(diǎn)。已知小球的質(zhì)量為m=2.0×10-2kg,所帶電荷量q=2.0×10-5C,g=10m/s2.(水平軌道足夠長(zhǎng),小球可視為質(zhì)點(diǎn),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程無電荷轉(zhuǎn)移)
    (1)小球能通過軌道最高點(diǎn)D時(shí)的速度大小;
    (2)帶電小球在從D點(diǎn)飛出后,首次落到水平軌道上時(shí)的位移大??;
    (3)小球的初速度v0。

    發(fā)布:2024/10/31 20:30:2組卷:971引用:9難度:0.1
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量相同帶正負(fù)電荷的粒子,從帶電平行金屬板左側(cè)中央以相同的水平初速度v0先后垂直電場(chǎng)進(jìn)入,在重力和電場(chǎng)力的作用下分別落在負(fù)極板的M、N兩處,S點(diǎn)是下極板的左端點(diǎn),且SN=2SM,忽略兩金屬板邊緣的電場(chǎng)。則(  )

    發(fā)布:2024/11/6 0:30:1組卷:94引用:1難度:0.5
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