题目内容
【题目】如图所示,在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区,物体与水平面间动摩擦因数为μ,水平向右的电场和竖直向上的电场相互间隔,电场宽度均为d。一个质量为2m、带正电的电荷量为q的物体(看作质点),从第一个向右的电场区域的边缘由静止进入电场,则物体从开始运动到离开第2n个电场区域的过程中,重力加速度为g。求:
(1)若每个电场区域场强大小均为,整个过程中电场力对物体所做总功?
(2)若每个电场区域场强大小均为,求物体在水平向右电场区域中运动所需总时间?
(3)若物体与水平面间动摩擦因数为,第一电场区域场强的大小为E1,且,之后每个电场区域场强大小均匀增大,且满足E2-E1=E3-E2 =····=E2n-E2n-1。若物体恰好在第10个电场中做匀速直线运动,物体在第10个电场中运动速度?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
试题分析: (1)在竖直方向上电场中运动时,电场力不做功
水平向右电场中电场力做功
(2)带电粒子在水平向右运动过程中可看成连续向右做匀加速直线运动.
运动过程中满足.
所需时间
(3)由题意可知第10个电场中电场强度
电场变化中等差数列公差等于.
全过程动能定理:
解得:
【题目】某同学在学习了DIS实验后,设计了一个测量物体瞬时速度的实验,其装置如图所示.
在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端.该同学将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据
实验次数 | 不同的挡光片 | 通过光电门的时间(s) | 速度(m/s) |
第一次 | I | 0.23044 | 0.347 |
第二次 | Ⅱ | 0.17464 | 0.344 |
第三次 | Ⅲ | 0.11662 | 0.343 |
第四次 | Ⅳ | 0.05850 | 0.342 |
则以下表述正确的是( )
A. 四次实验中第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
B. 四次实验中第二次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
C. 四次实验中第三次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
D. 四次实验中第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度