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1、简答题 在地面上方的真空室内,有一对平行金属板M、N竖直放置,两板间存在恒定的电势差,设两板间的电场可看作是匀强电场,且两板外无电场,将一电量q=4×10-6C的带电小球从两极板上方距两极板上端高度h=0.2m的A点以初动能EK0=8×10-3J水平抛出,球恰好从靠近M板上端处射入板内,然后沿直线运动并碰到N板上的B点,B点与极板上端相距L=0.15m,如图所示.
(1)说明小球从A到B的运动情况;
(2)试求M、N两板间的电势差.
参考答案:(1)当带电小球以一定速度进入匀强电场后,由于做直线运动,所以加速度与速度方向共线,由重力方向决定加速度方向一定与速度方向相同,即带电小球做匀加速直线运动.
(2)带电小球在电场中做直线运动,则电场力与重力的关系可由L与板间宽度d来表示为:qEmg=dL? (1)
带电小球进入电场之前做平抛运动,令水平位移为x,
则有:x2h=dL? (2)
而x=v0t? (3)
竖直方向自由落体,所以h=12gt2?(4)
所以x=0.2v0?(5)
由上五式可得U=Ed=mgd2qL=mg(0.2Lv02h)2qL
因为:12mv20=8×10-3J,L=0.15m,h=0.2m,q=4×10-6C
可得:U=750V
答:(1)说明小球从A到B的带电小球做匀加速直线运动;
(2)则M、N两板间的电势差为750V.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A.是匀变曲线速运动
B.是变加速曲线运动
C.任意两段时间内速度变化量的方向相同
D.任意相等时间内的速度变化量相等
参考答案:A、B、平抛运动只受重力作用,加速度为重力加速度,不发生变化,是匀变速运动,合力方向与初速度方向垂直,做曲线运动,所以平抛运动是匀变曲线速运动.故A正确,B错误;
C、速度变化量的方向始终与加速度的方向相同,都是竖直向下,故C正确;
D、速度的变化量△v=gt,相等时间内速度的变化量相等,故D正确;
故选ACD.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 一个小球从1.25m高处被水平抛出,落到地面的位置与抛出点的水平距离为2.5m,不计空气阻力,g=10m/s2。求:
(1)小球在空中运动的时间;
(2)小球被抛出时速度的大小。
参考答案:(1)0.5s (2)5m/s
本题解析:(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据高度求出运动的时间(2)根据x=v0t求出小球离开桌子的初速度.
(1)设小球平抛运动的时间为t
在竖直方向上有:
所以有:
(2)可得小球平抛的初速度大小为:
。
点评:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,平抛运动的时间由高度决定,高度和水平初速度共同决定水平位移.
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,小物块位于半径为R的半球顶端,若小球的初速为v0时,物块对球顶恰无压力,则以下说法正确的是( )
A.物块立即离开球面做平抛运动,不再沿圆弧下滑
B.v0=
C.物块落地点离球顶水平位移R
D.物块落地速度方向和水平地面成45°角