1、简答题 如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,接在电压为U的电源上,在A板的中央有一小孔M.今有一质量为m的带电质点,自A板上方相距为h的O点由静止自由下落,穿过小孔M后到达距B板
d的N点时速度恰好为零.若把A板向下平移d,带电质点仍从O点由静止自由下落.试求:
(1)带电质点的电荷量并指出带什么电.
(2)带电质点能否到达B板?若能,求出质点到达B板时的速度大小.若不能,求出质点速度为零的位置距B板的距离.
参考答案:(1)质点先做自由落体运动到M点,到达N孔时速度恰好为零,说明在MN间做减速运动,合外力向上,所以电场力方向向上,而电场强度方向向下,所以质点带负电,
根据动能定理得:
mgh(h+23d)-23qU=0-0
解得:q=mg(3h+2d)2U
(2)设质点速度为零的位置距离B板的距离为x,则根据动能定理得:
mg(h+d-x)-qd2-xd2U=0-0
解得:x=hd2(3h+d)
答:(1)带电质点的电荷量为mg(3h+2d)2U,带负电.
(2)带电质点不能到达B板,质点速度为零的位置距B板的距离为hd2(3h+d).
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点平滑连接。一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点,已知A,B两点间的距离为L,物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)若物块能到达的最高点是半圆形轨道上与圆心O等高的C点,则物块在A点水平向左运动的初速度应为多大?
(2)若整个装置处于方向竖直向上的匀强电场中,物块在A点水平向左运动的初速度
,沿轨道恰好能运动到最高点D,向右飞出,则匀强电场的场强为多大?
(3)若整个装置处于水平向左的匀强电场中,场强的大小
。现将物块从A点由静止释放,运动过程中始终不脱离轨道,求物块第2n(n=1,2,3,…)次经过B点时的速度大小。

参考答案:解:(1)设物体在A点的速度为v1,由动能定理有

解得
(2)设匀强电场的场强大小为E、物块在D点的速度为vD,则


解得
(3)设第2,4,6,…,2n次经过B点时的速度分别为v2,v4,…,v2n,第2,4,6,…,2(n-1)次离开B点向右滑行的最大距离分别为L1,L2,…,Ln-1,则



解得
同理
…

综上可得
?
本题解析:
本题难度:困难
3、实验题 如图6-8所示,用长为L且不可伸长的细线连结质量为m的小球,绳的O端固定,另用细线AB将小球拉起使之与水平方向成30°角.现将AB线从A处剪断,则剪断细线AB的瞬间小球的加速度大小为____________,方向____________,剪断细线AB后小球落到最低点时细线L中的张力为____________.

图6-8
参考答案:g?竖直向下? 1.5mg
本题解析:AB剪断后球先自由落体至绳子绷紧后摆动,故球的瞬间加速度为g.自由落体的末速度v1=
摆动到最低点,根据动能定理mgL(1-cos60°)=
mv22-
m(v1cos30°)2
T-mg=mv22/L,T=1.5mg.
本题难度:简单
4、选择题 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成,将其放在光滑的水平面上,如图所示.质量为m的子弹以速度v水平射向滑块.若射击上层,则子弹刚好不穿出;若射击下层,整个子弹刚好嵌入,则上述两种情况比较,说法正确的是:( )
①两次子弹对滑块做功一样多
②两次滑块所受冲量一样大
③子弹嵌入下层过程中对滑块做功多
④子弹击中上层过程中产生的热量多.
A.①④
B.②④
C.①②
D.②③