【題目】(2015四川理綜,10)如圖所示,粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上,B端與桌面邊緣對齊,A是軌道上一點,過A點并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E=1.5×106 N/C,方向水平向右的勻強電場.帶負(fù)電的小物體P電荷量是2.0×10-6 C,質(zhì)量m=0.25 kg,與軌道間動摩擦因數(shù)μ=0.4.P從O點由靜止開始向右運動,經(jīng)過0.55 s到達(dá)A點,到達(dá)B點時 速度是5 m/s,到達(dá)空間D點時速度與豎直方向的夾角為α,且tan α=1.2.P在整個運動過程中始終受到水平向右的某外力F作用,F(xiàn)大小與P的速率v的關(guān)系如表所示.P視為質(zhì)點,電荷量保持不變,忽略空氣阻力,取g=10 m/s2.求:
v/(m·s-1) | 0≤v≤2 | 2<v<5 | v≥5 |
F/N | 2 | 6 | 3 |
(1)小物體P從開始運動至速率為2 m/s所用的時間;
(2)小物體P從A運動至D的過程,電場力做的功.
【答案】 (1)0.5 s (2)-9.25 J
【解析】 (1)小物體P的速率從0至2 m/s,受外力F1=2 N,設(shè)其做勻變速直線運動的加速度為a1,經(jīng)過時間Δt1速度為v1,則
F1-μmg=ma1①
v1=a1Δt1②
由①②式并代入數(shù)據(jù)得Δt1=0.5 s③
(2)小物體P從速率為2 m/s運動至A點,受外力F2=6 N,設(shè)其做勻變速直線運動的加速度為a2,則
F2-μmg=ma2④
設(shè)小物體P從速度v1經(jīng)過Δt2時間,在A點的速度為v2,則
Δt2=0.55 s-Δt1⑤
v2=v1+a2Δt2⑥
P從A點至B點,受外力F2=6 N、電場力和滑動摩擦力的作用,設(shè)其做勻變速直線運動的加速度為a3,電荷量為q,在B點的速度為v3,從A點至B點的位移為x1,則
F2-μmg-qE=ma3⑦
⑧
P以速度v3滑出軌道右端B點,設(shè)水平方向受外力為F3,電場力大小為 FE,有FE=F3⑨
F3與FE大小相等方向相反,P水平方向所受合力為零,所以,P從B點開始做初速度為v3的平拋運動.設(shè)P從B點運動至D點用時為Δt3,水平位移為x2,由題意知=tan α⑩
x2=v3Δt3
設(shè)小物體P從A點至D點電場力做功為W,則
W=-qE(x1+x2)
聯(lián)立④~⑧,⑩~式并代入數(shù)據(jù)得W=-9.25 J
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【題目】如圖所示,一簇電場線關(guān)于y軸對稱分布,O是坐標(biāo)原點,M、N、P、Q是以O(shè)為圓心的一個圓周上的四個點,其中M、N在y軸上,Q點在軸上,則 )
A.將一負(fù)電荷從M點移到P點,電場力做正功
B.M點的電勢比P點的電勢高
C.一正電荷在O點時的電勢能小于在Q點時的電勢能
D.OM間的電勢差等于NO間的電勢差
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【題目】(2015新課標(biāo)全國Ⅰ,15)如圖,直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點,四點處的電勢分別為φM、φN、φP、φQ.一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負(fù)功相等.則( )
A.直線a位于某一等勢面內(nèi),φM>φQ
B.直線c位于某一等勢面內(nèi),φM>φN
C.若電子由M點運動到Q點,電場力做正功
D.若電子由P點運動到Q點,電場力做負(fù)功
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【題目】在下列幾個實例中,機械能守恒的是( )
A. 在平衡力作用下運動的物體
B. 在光滑水平面上被細(xì)線拉住做勻速圓周運動的物體
C. 在粗糙斜面上下滑的物體
D. 在光滑水平面上壓縮彈簧過程中的小球
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【題目】洗衣機脫水桶在甩干衣服時,衣服緊貼在脫水桶側(cè)壁上,則衣服做圓周運動的向心力是( )
A. 衣服所受的靜摩擦力 B. 重力和摩擦力的合力
C. 衣服對桶壁的壓力 D. 桶壁對衣服的支持力
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【題目】與一般吉他以箱體的振動發(fā)聲不同,電吉他靠拾音器發(fā)聲。如圖所示,拾音器由磁體及繞在其上的線圈組成。磁體產(chǎn)生的磁場使鋼質(zhì)琴弦磁化而產(chǎn)生磁性,即琴弦也產(chǎn)生自己的磁場。當(dāng)某根琴弦被撥動而相對線圈振動時,線圈中就會產(chǎn)生相應(yīng)的電流,并最終還原為聲音信號。下列說法中正確的是
A. 若磁體失去磁性,電吉他仍能正常工作
B. 換用尼龍材質(zhì)的琴弦,電吉他仍能正常工作
C. 琴弦振動的過程中,線圈中電流的方向不會發(fā)生變化
D. 拾音器的作用是利用電磁感應(yīng)把琴弦的振動轉(zhuǎn)化成電信號
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【題目】如圖所示,物體從直立輕質(zhì)彈簧的正上方處下落,然后又被彈回,若不計空氣阻力,對上述過程的下列判斷中正確的是
A. 能量在動能和彈性勢能兩種形式之間轉(zhuǎn)化
B. 物體、地球和彈簧組成的系統(tǒng)在任意兩時刻機械能相等
C. 當(dāng)重力和彈簧彈力大小相等時,重力勢能最小
D. 物體在把彈簧壓縮到最短時,動能最大
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【題目】如圖甲所示,在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中,有一豎直放置的光滑的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌足夠長,導(dǎo)軌平面與磁場垂直,導(dǎo)軌間距為L,頂端接有阻值為R的電阻。將一根金屬棒從導(dǎo)軌上的M處由靜止釋放。已知棒的長度為L,質(zhì)量為m,電阻為r。金屬棒始終在磁場中運動,處于水平且與導(dǎo)軌接觸良好,忽略導(dǎo)軌的電阻。重力加速度為g。
a.分析金屬棒的運動情況,并求出運動過程的最大速度vm和整個電路產(chǎn)生的最大電熱功率Pm
b.若導(dǎo)體棒下落時間為t時,其速度為vt(vt<vm),求其下落高度h。
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【題目】如圖所示,小球在豎直向下的力F作用下,將豎直輕彈簧壓縮,若將力F撤去,小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧,直到速度為零.則小球向上升過程中
①小球的動能先增大后減小 ②小球在離開彈簧時動能最大
③小球動能最大時彈性勢能為零 ④小球動能減為零時,重力勢能最大
以上說法中正確的是
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ①②③④
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