【題目】如圖所示,可視為質(zhì)點的物塊、、放在傾角為、長的固定斜面上,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù), 與緊靠在一起, 緊靠在固定擋板上,物塊的質(zhì)量分別為、,其中不帶電, 、的帶電量分別為、,且保持不變.開始時三個物塊均能保持靜止且與斜面間均無摩擦力作用.如果選定兩點電荷在相距無窮遠處的電勢能為,則相距為時,兩點電荷具有的電勢能可表示為.現(xiàn)給施加一平行于斜面向上的力,使在斜面上作加速度大小為的勻加速直線運動,經(jīng)過時間物體、分離并且力變?yōu)楹懔Γ?/span>運動到斜面頂端時撤去力.已知靜電力常量, , , .求:
(1)未施加力時物塊、間的距離.
(2)時間內(nèi)庫侖力(電場力)做的功.
(3)力對物塊做的總功.
【答案】(1).(2).(3).
【解析】(1)未加前、、處于靜止狀態(tài)時,設、間距離為,則對的庫侖斥力,
以、為研究對象,由平衡條件得: ,
聯(lián)立解得: .
(2)給施加力后, 、沿斜面向上做勻加速直線運動, 對的庫侖斥力逐漸減小, 、之間的彈力也逐漸減小.經(jīng)過時間,設、間距離變?yōu)?/span>, 、兩者間彈力減小到零,兩者分離,力變?yōu)楹懔,則此刻對的庫侖斥力為①
以為研究對象,由牛頓第二定律有②
聯(lián)立①②解得.
設時間內(nèi)庫侖力做的功為,由功能關(guān)系有,
代入數(shù)據(jù)解得③
(3)設在時間內(nèi),末速度為,力對物塊的功為,由動能定理有
④
而⑤
⑥
⑦
由③-⑦式解得.
經(jīng)過時間后, 、分離,力變?yōu)楹懔,?/span>由牛頓第二定律有⑧
力對物塊做的功⑨
由⑧⑨式代入數(shù)據(jù)得.
則力對物塊做的功.
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【題目】如圖,水平U形光滑框架,寬度為1m,電阻忽略不計,導體棒ab的質(zhì)量m = 0.2kg,電阻R = 0.5Ω,勻強磁場的磁感應強度B = 0.2T,方向垂直框架向上,F(xiàn)用F = 1N的外力由靜止開始向右拉ab棒,當ab棒的速度達到2m/s時,求:
(1) ab棒中電流的方向,ab棒產(chǎn)生的感應電動勢的大;
(2)ab棒所受的安培力大;
(3)ab棒的加速度。
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【題目】己知萬有引力常量,地球半徑,月球和地球之間的距離,同步衛(wèi)星距地面的高度,月球繞地球的運轉(zhuǎn)周期,地球的自轉(zhuǎn)周期,地球表面的重力加速度.
(1)根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明:為什么不同物體在地球表面的自由落體加速度大小都是相等的?為什么高山上的自由落體加速度比地面的小?
(2)某同學根據(jù)以上條件,提出一種估算地球質(zhì)量的方法:同步衛(wèi)星繞地球做圓周運動,由得請判斷結(jié)果是否正確,并說明理由.如不正確,請給出正確的解法和結(jié)果.
(3)請根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果.
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【題目】如圖所示,用不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接環(huán)A與物塊B,環(huán)A套在豎直光滑細桿上,用外力作用于托盤使B以不同方式下降,環(huán)A上升過程中依次經(jīng)過O、P、Q三點,且OP=PQ,則
A. 若B勻速下降,則A在P點的速度大于在Q點的速度
B. 若B勻速下降,則A在OP段的運動時間大其在PQ段的時間
C. 若B緩慢下降,則A始終處于超重狀態(tài)
D. 若B緩慢下降,則托盤與B間的彈力逐漸減小
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【題目】某興趣小組為了研究不同擺角下擺球擺至最低點的速度與擺角的關(guān)系,設計了一個實驗,所用裝置和實驗方案如圖1所示。其中在懸點O正下方P處有水平放置的熾熱的電熱絲,當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷。巳知懸線長為L,MN為水平地面,懸點到地面的距離OO'=h(h>L),重力加速度為g。
(1)電熱絲放在懸點正下方的理由是:_________________________
(2)圖1中將小球向左拉起后自由釋放,最后小球落到地面的C點,測得O'C=s,則小球做平拋運動的初速度v0=_______(用s、h、L、g表示);
(3)若h-L=5m,重力加速度g取10m/s2,在其他條件不變的情況下,若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角,小球落點與O'點的水平距離s將隨之改變,經(jīng)多次實驗并記錄數(shù)據(jù)后,以s2為縱坐標、cos為橫坐標,得到如圖2所示圖象。則當=60°時,s為______m;通過圖象可推知小球在B點的速度大小與應滿足的關(guān)系式為vB=______。
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【題目】如圖所示,一個教學用的直角三角板的邊長分別為a、b、c被沿兩直角邊的細繩A、B懸吊在天花板上,且斜邊c恰好平行天花板,過直角的豎直線為MN.設A、B兩繩對三角形薄板的拉力分別為和,已知和及薄板的重力為在同一平面的共點力,則下列判斷正確的是
A. 薄板的重心不在MN線上
B. 兩繩對薄板的拉力Fa和Fb之比為: =b:c
C. 兩繩對薄板的拉力Fa和Fb之比為: =b:a
D. 兩繩對薄板的拉力和是由于薄板發(fā)生形變而產(chǎn)生
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【題目】在一個水平面上建立x軸,在過原點O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強電場,場強大小E=6×105 N/C,方向與x軸正方向相同,在O處放一個質(zhì)量m=10g帶負電荷的絕緣小物塊,其帶電量q=5×10-8 C.小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=2m/s,如圖所示.試求:
(1)小物塊沿x軸正方向運動離O點的最遠距離;
(2)小物塊最終停止時的位置.
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【題目】一列波的波源S在0點做豎直方向、頻率為10Hz的簡諧運動. 時刻,向右傳播的波形如圖所示,向左傳播的波形未畫出.
A. 時刻,x=1m處的質(zhì)點振動方向向上
B. 時刻,x=-2m處的質(zhì)點振動方向向上
C. +0.175s時刻,x=-1m處的質(zhì)點處在波谷位置
D. -0.125s時刻,x=1m處的質(zhì)點處在波峰位置
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【題目】滿載A國公民的一航班在飛行途中神秘消失,A國推斷航班遭到敵對國家劫持,政府立即調(diào)動大量?哲娛铝α窟M行搜救,并在第一時間緊急調(diào)動了21顆衛(wèi)星參與搜尋.“調(diào)動”衛(wèi)星的措施之一就是減小衛(wèi)星環(huán)繞地球運動的軌道半徑,降低衛(wèi)星運行的高度,以有利于發(fā)現(xiàn)地面(或海洋)目標.下面說法正確的是
A. 軌道半徑減小后,衛(wèi)星的環(huán)繞速度減小
B. 軌道半徑減小后,衛(wèi)星的環(huán)繞速度增大
C. 軌道半徑減小后,衛(wèi)星的環(huán)繞周期減小
D. 軌道半徑減小后,衛(wèi)星的環(huán)繞周期增大
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