题目内容

【题目】如图所示是小孩推滑块游戏的装置,此装置由粗糙水平面AB、倾角为6°的光滑斜面BC和平台CD构成。若质量为1kg的滑块在大小为2N的水平推力作用下,从A点由静止出发,滑块在水平面AB上滑行一段距离后撤去推力,滑块继续向前运动通过斜面到达平台。已知水平面AB长度为2m,斜面BC长度为1m,滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.1,sin6°=0.1,滑块可看成质点且在B处的速度损失不计。

(1)求滑块在推力作用下的加速度大小;

(2)若推力作用距离为2m,求滑块刚到平台时的速度大小;

(3)若滑块能够到达平台,求滑块在斜面运动的最长时间。

【答案】(1)1m/s2;(2);(3)

【解析】

(1)根据

得;

(2)由

得;

斜面上运动的加速度

由

得;

(3)刚能够到平台时滑块在斜面上运动的时间最长,由

得;

那么最长时间

练习册系列答案
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【题目】如图甲是一种利用磁场偏转的粒子收集装置原理图。两块磁铁前后平行垂直水平面放置,收集板位于两块磁铁之间,平行于上下底面从高到低依次放置,所有收集板的右端在同一竖直面上,收集板长度从高到低依次变大,因而左端位置不同。已知两磁铁之间的长方体空间内存在水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T。一个粒子源被固定在其底面上,粒子源竖直向上发射出质量为kg、电荷量绝对值为C、动能不同的粒子,这些粒子进入磁场后,在磁场的作用下运动,并打到右侧的多片收集板上(如图乙中D1、D2、D3所示)。收集板D1刚好与粒子出射点在同一高度,已知收集板D1、D2、D3收集的最小粒子动能分别为eV、eV、eV。粒子击中收集板后有一定比例反射,反射前后粒子速度方向与收集板平面的夹角大小不变,反射速度最大值为撞击前速度的k=0.6倍。重力及粒子间的相互作用忽略不计。

(1)试判断粒子的电性,并写出粒子在磁场中运动的半径r与动能Ek的关系式(用q,m,B表示);

(2)计算D1板左端到粒子源的水平距离s1,并讨论要使得能量在ED1与ED2之间的粒子最终全部被D1吸收,D1板至少多长(左端到右端的距离);

(3)为了使粒子在撞击收集板反弹后不会碰到其他收集板,D2、D3到D1竖直距离的最小值分别为多少?并算出此时D2的左端到粒子源的水平距离s2。

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