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        1. 如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線(xiàn),一端懸于O點(diǎn),另一端連接帶電量為一q的金屬小球A,置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球所受的電場(chǎng)力是其重力的
          3
          3
          倍,電場(chǎng)范圍足夠大,在距O點(diǎn)為L(zhǎng)的正下方有另一完全相同的不帶電的金屬小球B置于光滑絕緣水平桌面的最左端,桌面離地距離為H,現(xiàn)將細(xì)線(xiàn)向右水平拉直后從靜止釋放A球.
          (1)求A球與B球碰撞前的速度?(小球體積可忽略不計(jì))
          (2)若(2+
          3
          3
          )L=0.1m,H=0.6m.則B球落地時(shí)的速度大小是多少?(不計(jì)碰撞過(guò)程中機(jī)械能損失及小球間庫(kù)侖力的作用)
          分析:(1)小球釋放后,受到向左的電場(chǎng)力和重力,沿著電場(chǎng)力和重力的合力做勻加速運(yùn)動(dòng),直到繩子繃緊,由動(dòng)能定理求出繩子剛繃緊時(shí)的速度.細(xì)繩突然繃緊時(shí),小球只剩下切向速度,接著小球繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理求出A球與B球碰撞前的速度.
          (2)兩球碰撞過(guò)程,機(jī)械能和動(dòng)量都守恒,根據(jù)守恒關(guān)系列式,可求出碰后兩球的速度.碰撞過(guò)程,兩球電荷平分.B球離開(kāi)桌面后運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解落地時(shí)的速度大。
          解答:解:(1)如圖所示,金屬球A由a到b過(guò)程做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),細(xì)繩與水平方向夾角為60°時(shí)突然繃緊.
          由題意    qE=
          3
          3
          mg

          由數(shù)學(xué)知識(shí)知,α=30°
          故電場(chǎng)力和重力的合力:F=
          2
          3
          3
          mg
          ,
          由動(dòng)能定理得  FL=
          1
          2
          m
          v
          2
          b
          -0,
          求得:vb=
          4
          3
          gL
          3
          ;         
          在b點(diǎn)細(xì)繩突然繃緊時(shí),小球只剩下切向速度,大小為vb′=vbsin60°=
          3
          gL

          球A由b到c過(guò)程中,細(xì)繩的拉力對(duì)A球不做功,
          由動(dòng)能定理得 mgL(1-cos30°)+qELsin30°=
          1
          2
          m
          v
          2
          C
          -
          1
          2
          m
          v
          ′2
          b

           解之得:vc=
          2gL+
          3
          3
          gL
                        
          (2)A球與B球碰撞動(dòng)量守恒和機(jī)械能不損失有:
             mvc=mvc′+mvB
           
          1
          2
          m
          v
          2
          c
          =
          1
          2
          m
          v
          ′2
          c
          +
          1
          2
          m
          v
          2
          B

          解得vB=vc=
          2gL+
          3
          3
          gL
          =1 m/s(即A、B球交換速度);
          A球與B球接觸過(guò)程電荷量守恒有qB=-
          q
          2
          ;      
          B球由碰后到落地過(guò)程中豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng):
             H=
          1
          2
          gt2
          ,得t=
          2H
          g

          落地時(shí),vy=gt=
          2gH
          =2
          3
          m/s                           
          水平方向勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),
          加速度為ax=
          E?
          q
          2
          m
          =
          3
          6
          g

          所以vx=vB+at=2m/s                  
          則B球落地速度是v=
          v
          2
          x
          +
          v
          2
          y
          =4m/s
          答:
          (1)A球與B球碰撞前的速度是
          2gL+
          3
          3
          gL

          (2)若(2+
          3
          3
          )L=0.1m,H=0.6m.則B球落地時(shí)的速度大小是4m/s.
          點(diǎn)評(píng):本題的物理過(guò)程較多,綜合性很強(qiáng),關(guān)鍵是分析物體的受力情況,把握每個(gè)過(guò)程遵循的物理規(guī)律,對(duì)于彈性碰撞,應(yīng)根據(jù)機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒列式,兩球質(zhì)量相等,會(huì)交換速度.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
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          qEl(1-cosα)
          qEl(1-cosα)

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          ①通過(guò)計(jì)算說(shuō)明Q1和Q2哪個(gè)大些?
          ②求第二種情況下氣缸內(nèi)氣體溫度由T1升高到T2的過(guò)程中,活塞移動(dòng)的距離L.

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

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          I.此過(guò)程克服大氣壓力所做的功;
          II.活塞從釋放到將要離開(kāi)缸口,缸內(nèi)氣體內(nèi)能改變了多少?

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          (河北省唐山市2012屆高三下學(xué)期第一次模擬)如圖所示,一長(zhǎng)為L(zhǎng)、內(nèi)橫截面積為S的絕熱氣缸固定在水平地面上,氣缸內(nèi)用一質(zhì)量為m的絕熱活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,幵始時(shí)活塞用銷(xiāo)釘固定在氣缸正中央,氣缸內(nèi)被封閉氣體壓強(qiáng)為p,外界大氣壓為p0(p>p0)。.現(xiàn)釋放活塞,測(cè)得活塞被缸內(nèi)氣體推到缸口時(shí)的速度為v。求:

          I .此過(guò)程克服大氣壓力所做的功;

          II.活塞從釋放到將要離開(kāi)缸口,缸內(nèi)氣體內(nèi)能改變了多少?

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          科目:高中物理 來(lái)源:2010年新疆烏魯木齊高二上學(xué)期期中考試物理試卷 題型:填空題

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