分析 前半周期粒子向上勻加速運(yùn)動,后半周期先向上做勻減速運(yùn)動,后向下加速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求得微粒在一個周期內(nèi)的總位移,再進(jìn)行分析計(jì)算
解答 解:設(shè)電場力大小為F,則F=2mg,對于t=0時刻射入的微粒,在前半個周期內(nèi),有
F-mg=ma1
又由題意,F(xiàn)=2mg
解得,a1=g,方向向上.
后半個周期的加速度a2滿足
F+mg=ma2
得 a2=3g,方向向下.
前半周期上升的高度h1=$\frac{1}{2}{a}_{1}(\frac{T}{2})^{2}=\frac{1}{8}g{T}^{2}$
前半周期微粒的末速度為v1=$\frac{1}{2}gT$
后半周期先向上做勻減速運(yùn)動,設(shè)減速運(yùn)動時間t1,則3gt1=$\frac{1}{2}g{T}^{2}$,則得${t}_{1}=\frac{T}{6}$.
此段時間內(nèi)上升的高度 h2=$\frac{1}{2}{{a}_{2}t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×3g×(\frac{T}{6})^{2}$=$\frac{g{T}^{2}}{24}$
則上升的總高度為H=h1+h2=$\frac{g{T}^{2}}{6}$
后半周期的$\frac{T}{2}$-t1=$\frac{T}{2}$時間內(nèi),微粒向下加速運(yùn)動,下降的高度H3=$\frac{1}{2}×3g×(\frac{T}{3})^{2}=\frac{g{T}^{2}}{6}$.
上述計(jì)算表明,微粒在一個周期內(nèi)的總位移為零,只要在上升過程中不與A板相碰即可,則H≥d,即$\frac{g{T}^{2}}{6}$≥d
所加電壓的周期最短為Tm=$\sqrt{\frac{6d}{g}}$=6×10-2s
答:交變電壓的周期至少為6×10-2s
點(diǎn)評 帶電粒子在電場中運(yùn)動的問題,是電場知識和力學(xué)知識的綜合應(yīng)用,分析方法與力學(xué)分析方法基本相同,關(guān)鍵在于分析粒子的受力情況和運(yùn)動情況
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 布朗運(yùn)動是分子的熱運(yùn)動 | |
B. | 液體表面產(chǎn)生張力的原因是液體表面層的分子較稀疏,分子間的引力大于斥力 | |
C. | 做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的 | |
D. | 根據(jù)熱力學(xué)定律,任何熱機(jī)的效率都不會達(dá)到100% | |
E. | 一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)它的壓強(qiáng)、體積都增大時,其內(nèi)能一定增加 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 它的速度一定不為零 | B. | 它的速率一定增大 | ||
C. | 它的速率一定要改變 | D. | 它的速度的方向一定要改變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 粒子帶負(fù)電 | |
B. | 粒子的電勢能不斷增加 | |
C. | 粒子的動能不斷減少 | |
D. | 粒子在B點(diǎn)的加速度大于在A點(diǎn)的加速度 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 1m/s | B. | 2m/s | C. | 3m/s | D. | 4m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 平行于斜面方向使物體沿斜面下滑的力 | |
B. | 垂直于斜面壓緊斜面的力 | |
C. | 垂直于斜面使物體壓緊斜面的力 | |
D. | 物體到少要受到重力以及重力的兩個分力三個力的作用 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 鐵塊機(jī)械能減小量等于鐵塊內(nèi)能增加量 | |
B. | 鐵塊機(jī)械能守恒,內(nèi)能不變 | |
C. | 鐵塊具有的總能量減少 | |
D. | 鐵塊具有的總能量增加 |
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