题文
(12分)如图所示,微粒A位于一定高度处,其质量m = 1×10-4kg、带电荷量q =" +" 1×10-6C,塑料长方体空心盒子B位于水平地面上,与地面间的动摩擦因数μ = 0.1。B上表面的下方存在着竖直向上的匀强电场,场强大小E = 2×103N/C,B上表面的上方存在着竖直向下的匀强电场,场强大小为
E。B上表面开有一系列略大于A的小孔,孔间距满足一定的关系,使得A进出B的过程中始终不与B接触。当A以υ1 = 1m/s的速度从孔1竖直向下进入B的瞬间,B恰以υ2 = 0.6m/s的速度向右滑行。设B足够长、足够高且上表面的厚度忽略不计,取g = 10m/s2,A恰能顺次从各个小孔进出B 。试求:
(1)从A第一次进入B至B停止运动的过程中,B通过的总路程s;
(2)B上至少要开多少个小孔,才能保证A始终不与B接触;
(3)从右到左,B上表面各相邻小孔之间的距离分别为多大?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)0.18m;(2)5;(3)0.1m;0.035m;0.04m;0.005m;
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解析
(1)A在B内、外运动时,B的加速度大小:
a =
=" μg" =" 1" m/s2 (1分)
B全过程做匀减速直线运动,所以通过的总路程
s = 
= 0.18m (2分)
(2)A第二次进入B之前,在B内运动的加速度大小:
a1 = 
=" 10" m/s2
运动的时间: t1 =" 2" × 
= 0.2s (1分)
在B外运动的加速度大小:a2 = 
=" 20" m/s2
运动的时间:t2 =" 2" × 
= 0.1s (1分)
A从第一次进入B到第二次进入B的时间:
t = t1 + t2 = 0.3s (1分)
A运动一个周期B减少的速度为:
△υ =" at=" 0.3m/s (1分)
从小球第一次进入B到B停下,A运动的周期数为:
n = 
= 
= 2
故要保证小球始终不与B相碰,B上的小孔个数至少为:
2n + 1 = 5 (1分)
(3)由于B向右做匀减速直线运动,经0.6s速度减为零,由逆向思维可知,B向左做初速度为零的匀加速直线运动了0.6s,每经过0.1s,其位移大小之比为1∶3∶5∶7∶9∶11,共有(1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11)份即36份,所以,从右到左,B上表面各相邻小孔之间的距离分别为
S1= 
s = 0.1m (1分)
S2=
s = 0.035m (1分)
S3=
s = 0.04m (1分)
S4= 
s = 0.005m (1分)
考点
据考高分专家说,试题“(12分)如图所示,微粒A位于一定高度处.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。
匀变速直线运动
定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动,即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。
特点:
a=恒量。
匀变速直线运动规律(基本公式):
速度公式:v=
位移公式:x=
速度平方公式:
位移公式:x=
速度平方公式:
位移—平均速度关系式:x=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=

(此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论:Sn+m-Sn=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。 - 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
- 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=

。
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- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=


