题目内容

【题目】如图所示,长为2R的水平轨道AB与半径为R的竖直半圆形轨道BCD相切于B点,整个空间存在沿水平方向的匀强电场。今将质量为m的带正电物块(可视为质点)从水平轨道的A端由静止释放,滑块在电场力的作用下沿轨道运动并通过D点。已知电场力的大小是物块所受重力的2倍,空气阻力及轨道的摩擦均可忽略不计,重力加速度为g。求:

(1)滑块从A端运动到B端所需的时间t

(2)滑块从A端运动到B端电场力的冲量大小I

(3)滑块通过圆形轨道B点时的加速度大小aB

(4)滑块通过圆形轨道B点时对轨道压力大小NB

(5)滑块通过D点时的速度大小v

(6)请比较滑块在BD两点机械能的大小,说明理由。

【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6) BD两点机械能的大小相等,理由见详解。

【解析】

由题意可知,电场力

(1) 滑块从A端运动到B端,有

解得

(2)滑块从A端运动到B端电场力的冲量大小

(3)A点到B点,由动能定理得

B点,竖直方向

水平方向

(4)B点,竖直方向

解得

根据牛顿第三定律可得

(5)A点到D点,由动能定理得

解得

(6) BD两点机械能的大小相等。理由:滑块从B点运动到D点,只有重力做功,没有其他力做功,故B点机械能与D点机械能相等。

练习册系列答案
相关题目

【题目】激光由于其单色性好、亮度高、方向性好等特点,在科技前沿的许多领域有着广泛的应用。根据光的波粒二象性可知,当光与其他物体发生相互作用时,光子表现出有能量和动量,对于波长为λ的光子,其动量p=。已知光在真空中的传播速度为c,普朗克常量为h

1)科研人员曾用强激光做过一个有趣的实验:一个水平放置的小玻璃片被一束强激光托在空中。已知激光竖直向上照射到质量为m的小玻璃片上后,全部被小玻璃片吸收,重力加速度为g。求激光照射到小玻璃片上的功率P

2)激光冷却和原子捕获技术在科学上意义重大,特别是对生物科学将产生重大影响。所谓激光冷却就是在激光的作用下使得做热运动的原子减速,其具体过程如下:一质量为m的原子沿着x轴负方向运动,频率为的激光束迎面射向该原子。运动着的原子就会吸收迎面而来的光子从基态跃迁,而处于激发态的原子会立即自发地辐射光子回到基态。原子自发辐射的光子方向是随机的,在上述过程中原子的速率已经很小,因而光子向各方向辐射光子的可能性可认为是均等的,因而辐射不再对原子产生合外力的作用效果,并且原子的质量没有变化。

①设原子单位时间内与n个光子发生相互作用,求运动原子做减速运动的加速度a的大小;

②假设某原子以速度v0沿着x轴负方向运动,当该原子发生共振吸收后跃迁到了第一激发态,吸收一个光子后原子的速度大小发生变化,方向未变。求该原子的第一激发态和基态的能级差ΔE

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网