题目内容
【题目】如图所示区域Ⅰ、Ⅱ分别存在着匀强电场E1、E2。已知区域Ⅰ宽L=0.8m,区域Ⅱ足够宽, 且与水平成45°角斜向右上方,E2=2kV/m方向水平向左。绝缘薄板B长L=2.8m质量mB=1.6kg置于光滑水平面上,其左端与区域Ⅰ的左边界平齐。带电量为q=+1.6×10—3C质量mA=1.6kg的带电体A可视为质点,与木板间的动摩擦因数μ=0.1,置于木板的最左端由静止释放。(g=10m/s2)求:
(1)带电体A进入区域Ⅱ时的速度
(2)木板B的最终速度
(3)整个过程由于摩擦产生的热量
【答案】(1)4m/s;(2)(3)
【解析】(1)带电体在第一个区间运动时,由受力分析可知:
即与木板之间没有摩擦力,带电体单个物体在第一个区间运动,在水平方向上, 由牛顿第二定律得: ,代入数据解得:
,
由匀变速运动的速度位移公式得: ,代入数据解得: ;
(2)当带电体进入第二区间时,分别对A、B、AB系统由牛顿第二定律求出加速度,然后应用运动学公式求出B的速度,由牛顿第二定律得:
对A: ,代入数据解得: ,
对B: 得: ,
设经时间t,A、B速度相等,设为 ,速度相等后加速度为 ,
由匀变速运动的速度位移公式得 ,代入数据解得t=1s,
由位移公式得:
,
代入数据解得: ; ,则: ;
又 ; ,故当A到达薄板右端时两者速度相等,
由牛顿第二定律得,代入数据解得,
由速度位移公式得: ,由速度公式得: ,解得 ;
由公式
第一个阶段A物体向右边加速到4m/s过程中,f=0,
第二阶段A向右减速,B向右加速过程中,
第三阶段AB一起向有减速到0,反向加速过程中,没有相对位移,
综上所述,(1)4m/s;(2);(3)
【题目】一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,为研究汽车运动的规律而记录下它在不同时刻的位置和速度,见表所示.试求:
时刻t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
位置坐标x/m | 0 | 0.5 | 2 | 4.5 | 8 | 12 | 16 | 20 |
瞬时速度v/(ms﹣1) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 |
(1)汽车在2s末的速度和5.5s末的速度;
(2)第2s内的平均速度和前5s内的平均速度;
(3)前4s内的加速度.