問題詳情:
如圖,絕緣平板S放在水平地面上,S與水平面間的動摩擦因數μ=0.4。兩足夠大的平行金屬板P、Q透過絕緣撐架相連,Q板固定在平板S上,P、Q間存在豎直向上的勻強電場,整個裝置總質量M=0.48kg ,P、Q間距爲d=1m,P板的*有一小孔。給裝置某一初速度,裝置向右運動。現有一質量m=0.04kg、電量q=1´10-4C的小球,從離P板高h=1.25m處靜止下落,恰好能進入孔內。小球進入電場時,裝置的速度爲v1=5m/s。小球進入電場後,恰能運動到Q板且不與Q板接觸。假設小球進入電場後,裝置始終保持初始的運動方向,不計空氣阻力,g取10m/s2。求:
(1)小球剛釋放時,小球與小孔的水平距離x;
(2)勻強電場的場強大小E;
(3)小球從P板到Q板的下落過程中,總勢能的變化量;
(4)當小球返回到P板時,裝置的速度vt。
【回答】
(1)小球自由下落進入小孔用時(2分)
這段時間內裝置在做勻減速運動,其加速度m/s2(2分)
小球與小孔的水平距離爲(2分)
(2)小球下落到Q板時速度爲零
從最高點到最低點:(1分)
mg(h+d)-Eqd =0(2分)
N/C(1分)
(3)總勢能變化量:(公式2分,結論1分)
(4)小球在電場中的加速度m/s2(2分)
小球在電場中運動的時間=0.8s(1分)
小球進入電場後,裝置的加速度m/s2(1分)
當小球返回到P板時,裝置的速度m/s(1分)
知識點:安培力與洛倫茲力單元測試
題型:計算題