题目内容

如图,水平面上O点右侧空间有一匀强电场,场强大小E=6×106N/C,方向水平向右,在O处放一个质量为m=0.1kg、带电量q=-5×10-8C的绝缘物块,它与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2.现给物块一个水平向右的初速度v0=2m/s,(已知物块与水平面间的最大静摩擦力等于其滑动摩擦力,g取10m/s2)求:
(1)物块第一次速度为零时,该点与O点电势差的大小;
(2)物块最终停止时,该点与O点的水平距离.
分析:物块先向右做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动,离开电场后再做匀减速运动直到停止.由动能定理求出物块最终静止时距O点的距离
解答:解:(1)设物块向右水平运动,在A点第一次速度为零时,距O点距离为x1
由题中数据得:F=Eq=0.3N; Ff=μmg=0.2N
由动能定理:(F+Ff)x1=
1
2
mv2
,得x1=0.4m 
该点与O点电势差的大小
U=Ex1
=6×106×0.4=2.4×106V
(2)在A点,由于F>Ff,物块会反向运动,最终在O点左侧
无电场场区域静止,设该点为B点,与O点距离为x2
由动能定理::Fx1-Ff(x1+x2)=0    
得 x2=0.2m      
答:(1)物块第一次速度为零时,该点与O点电势差的大小2.4×106V;
(2)物块最终停止时,该点与O点的水平距离0.2m处.
点评:本题首先要理清物块的运动过程,运用动能定理即可正确解题.
练习册系列答案
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选做题:请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑.如都作答,则按A、B两小题评分.
A.(选修模块3-3)B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
DE
DE

A.照相机等的镜头涂有一层增透膜,其厚度应为入射光在真空中波长的
1
4

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C.把调准的摆钟,由北京移至赤道,这个钟将变慢,若要重新调准,应增加摆长
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(2)如图所示,O点为振源,OP=s,t=0时刻O点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传播的简谐波.图乙为从t=0时刻开始描绘的P点的振动图象.下列判断中正确的是
AC
AC

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(3)一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a.棱镜材料的折射率为n=
2
.在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜,求射出点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况).
C.(选修模块3-5)
(1)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是
CD
CD

A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明爱因斯坦方程光电效应方程的正确性
B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分
C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象  
D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性
(2)氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出
6
6
种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于
12.75
12.75
eV.
(3)近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是21H+31H→42He+10n.若21H和31H迎面碰撞,初速度大小分别为v1、v221H、31H、42He、10n的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后42He的速度大小为v3,方向与21H的运动方向相同,求中子10n的速度 (选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应).

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