题目内容

【题目】通过科学实践,人们建立起了各种能量的概念,总结出了一些能量守恒的规律.势能是一种由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能量,如我们学过的重力势能和电势能就是典型代表.

(1)如图所示,光滑直导轨AB和BC在底部B处平滑连接,形成凹槽结构,导轨的A、C两端在同一水平面上,B到AC水平面距离为H.有一质量为m的小球(可视为质点)从B处以初速度v0(v0<)沿轨道向上运动,能使小球在凹槽轨道上一定范围内来回运动.已知重力加速度为g,以A、C两点所在水平面为零势能参考面,求小球在底部B处的机械能E机.

(2)静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线,图中φ0和 d为已知量.一带负电粒子在电场中x轴上处,由静止开始,在电场力作用下沿x 轴做往复运动.已知该粒子质量为m、电荷量为-q,忽略重力.求:

a.粒子在x=0处的动能与电势能之和;

b.从静止开始,粒子第一次返回到处所用时间T.

【答案】(1) (2) ,

【解析】

(1)小球在底部B处的机械能为:

(2)a. 由图2可知:在处电势为

粒子在x = 0处动能与电势能之和,与在处相同,均为:

b.粒子在电场中加速度大小为

从处运动至x = 0处用时为

解得

所以第一次返回处所用时间为

练习册系列答案
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