当前位置:高中试题 > 物理试题 > 动量守恒定律 > 如图所示,竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A,其电荷量Q=+4×10-3 C,场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为U=kQr,其中k为静电力恒量,r...
题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A,其电荷量Q=+4×10-3 C,场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为U=k
Q
r
,其中k为静电力恒量,r为空间某点到A的距离.有一个质量为m=0.1kg的带正电小球B,B球与A球间的距离为a=0.4m,此时小球B处于平衡状态,且小球B在场源A形成的电场中具有的电势能表达式为ε=k
Qq
r
,其中r为q与Q之间的距离.有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落,落在小球B上立刻与小球B粘在一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动,它们向上运动到达的最高点P.(取g=10m/s2,k=9×109 N•m2/C2),求:
(1)小球C与小球B碰撞后的速度为多少?
(2)小球B的带电量q为多少?
(3)P点与小球A之间的距离为多大?
(4)当小球B和C一起向下运动与场源A距离多远时,其速度最大?速度的最大值为多少?魔方格
答案
(1)小球C自由下落H距离的速度v0=


2gH
=4 m/s
小球C与小球B发生碰撞,由动量守恒定律得:mv0=2mv1
所以v1=2 m/s
(2)小球B在碰撞前处于平衡状态,
对B球进行受力分析知:mg=k
qQ
a2

代入数据得:q=
4
9
×10-8
C
(3)C和B向下运动到最低点后又向上运动到P点,运动过程中系统能量守恒,
设P与A之间的距离为x,
由能量守恒得:
1
2
×2mv12+k
Qq
a
=2mg(x-a)+k
Qq
x

代入数据得:x=(0.4+


2
5
) m(或x=0.683 m)
(4)当C和B向下运动的速度最大时,与A之间的距离为y,
对C和B整体进行受力分析有:2mg=k
Qq
y2

代入数据有:y=


2
5
m(或y=0.283 m)
由能量守恒得:
1
2
×2mv12+k
Qq
a
=
1
2
×2mvm2-2mg(a-y)+k
Qq
y

代入数据得:vm=


16-8


2
m/s
(或vm=2.16 m/s)
答:(1)小球C与小球B碰撞后的速度为2 m/s
(2)小球B的带电量q为
4
9
×10-8
C
(3)P点与小球A之间的距离为(0.4+


2
5
) m
(4)当小球B和C一起向下运动与场源A距离是


2
5
m,速度最大.其速度最大是


16-8


2
m/s
核心考点
试题【如图所示,竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A,其电荷量Q=+4×10-3 C,场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为U=kQr,其中k为静电力恒量,r】;主要考察你对动量守恒定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)雷蒙德•戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核,其核反应方程式为νe+
 3717
CI→
 3718
Ar+
 0-1
e.已知
 3717
Cl核的质量为36.95658u,
 3718
Ar核的质量为36.95691u,
 0-1
e的质量为0.00055u,1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为______MeV(结果保留两位有效数字).
(2)如图所示,质量为m=1kg的滑块,以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,小车足够长,质量M=4kg.求:
①滑块与小车的共同速度v;
②整个运动过程中产生的内能E.魔方格
题型:淄博一模难度:| 查看答案
如图所示,质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为MA=2kg 的物体A (可视为质点). 一个质量为m=20g 的子弹以500m/s 的水平速度迅即射穿A后,速度变为100m/s(子弹不会落在车上),最后物体A静止在车上.若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5.(取g=10m/s2
(1)平板车最后的速度是多大?
(2)子弹射穿物体A过程中系统损失的机械能为多少?
(3)A在平板车上滑行的距离为多少?魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,一平板小车静止在光滑的水平面上,质量均为m的物体A、B分别以2v和v的初速度、沿同一直线同时从小车两端相向水平滑上小车.设两物体与小车间的动摩擦因数均为μ,小车质量也为m,最终物体A、B都停在小车上(若A、B相碰,碰后一定粘在一起).求:
(1)最终小车的速度大小是多少,方向怎样?
(2)要想使物体A、B不相碰,平板车的长度至少为多长?
(3)接(2)问,求平板车达到(1)问最终速度前的位移?魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,用细线挂一质量为M的木块,有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块,穿透前后子弹的速度分别为V0和v(设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计),木块的速度大小为(  )
A.
mv0+mv
M
B.
mv0-mv
M
C.
mv0+mv
M+m
D.
mv0-mv
M+m
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
(1)随着现代科学技术的发展,大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识,下列有关原子、原子核的叙述正确的是______.
A、汤姆孙对电子的发现使人们认识到原子核内部具有复杂的结构
B、贝克勒尔发现天然放射现象表明原子核内部有电子
C、轻核骤变反应方程有:
 21
H+
 32
H→
 62
He+
 10
n

D、氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级,前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短
(2)某进行军事演习的炮艇总质量为M,以速度v0匀速行驶,从船上以相对海岸的水平速度v1向正后方射出一质量为m的炮弹,发射炮弹后艇的速度为v2,不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是______.
A、Mv0=(M-m)v1+mv2
B、Mv0=(M-m)v2-mv1
C、Mv0=(M-m)v1-m(v2+v1
D、Mv0=M(v1-v2)+mv2
题型:不详难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.