如圖所示,在水平地面上固定傾角為θ的光滑絕緣斜面,斜面處于電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端,整根彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m、帶電荷量為qq>0)的滑塊從距離彈簧上端為x0處由靜止釋放,滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變,設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機(jī)械能損失,彈簧始終處在彈性限度內(nèi),重力加速度大小為g

(1)求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間t;

(2)若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中最大速度大小為vm,求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm的過程中彈簧的彈力所做的功W。


【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能定理的應(yīng)用;牛頓第二定律;帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).C2 E2 I4

【答案解析】(1)  (2) 解析: (1)滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度大小為a,則有         解得

(2)滑塊速度最大時(shí)受力平衡,設(shè)此時(shí)彈簧壓縮量為x,則有 從靜止釋放到速度達(dá)到最大的過程中,由動(dòng)能定理得 

解得

【思路點(diǎn)撥】(1)滑塊從靜止釋放到與彈簧接觸的過程做勻加速運(yùn)動(dòng),欲求時(shí)間,先用牛頓第二定律求得加速度,再用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式中位移和時(shí)間的關(guān)系式求解時(shí)間;
(2)接觸彈簧后隨著彈簧彈力的逐漸增大,滑塊的加速度逐漸減小,當(dāng)加速度等于零時(shí)它的速度最大,此時(shí)合力等于零.可求出彈簧縮短的距離.再由動(dòng)能定理求出彈簧做的功.本題考查有變力做功時(shí)動(dòng)能定律的應(yīng)用,以及勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用.第二問的關(guān)鍵是正確寫出動(dòng)能定理方程.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:


細(xì)繩拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小球與彈簧不粘連。平衡時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示,以下說法正確的是(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)(       )

A.小球靜止時(shí)彈簧的彈力大小為       B.小球靜止時(shí)細(xì)繩的拉力大小為

C.細(xì)線燒斷后小球做平拋運(yùn)動(dòng)             D.細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度為

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如圖所示,AB質(zhì)量分別為mA=1kg,mB=2kg,AB間用彈簧連接著,彈簧彈性系數(shù)k=100N/m,輕繩一端系在A上,另一端跨過定滑輪,B為套在輕繩上的光滑圓環(huán),另一圓環(huán)C固定在桌邊,BC擋住而靜止在C上,若開始時(shí)作用在繩子另一端的拉力F為零,此時(shí)A處于靜止且剛沒接觸地面,F(xiàn)用恒定拉力F=15N拉繩子,恰能使B離開C但不能繼續(xù)上升,不計(jì)摩擦且彈簧沒超過彈性限度,求

(1)B剛要離開C時(shí)A的加速度, (2)若把拉力F改為F=30N,則B剛要離開C時(shí),A的速度。

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如圖所示,長(zhǎng)為L的輕繩一端固定在O點(diǎn),另一端系一小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),小球在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng).已知小球運(yùn)動(dòng)過程中輕繩拉力大小FT和輕繩與豎直方向OP的夾角θ的關(guān)系為:FTbbcosθ,b為已知的常數(shù),當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?i>g,不計(jì)空氣阻力,求小球的質(zhì)量.

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如圖所示,表面光滑的斜面體固定在水平地面上,質(zhì)量相等的A、B兩物體用一輕質(zhì)彈簧連接著,B的上端用一平行斜面的細(xì)線拴接在斜面上的固定裝置上,斜面的傾角為30°,當(dāng)細(xì)線突然斷開時(shí), A、B兩物體的瞬時(shí)加速度大小分別為(     )

A.、 B.     C.0、    D.

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如圖甲所示,在電梯的地板上放置一個(gè)壓力傳感器,在傳感器上放一個(gè)重為20 N的物塊,傳感器所受物塊的壓力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系,如圖乙所示.以下根據(jù)圖像分析得出的結(jié)論中正確的是(  )

A.從時(shí)刻t1t2,物塊處于失重狀態(tài)

B.從時(shí)刻t3t4,物塊處于失重狀態(tài)

C.電梯可能開始停在低樓層,先加速向上,接著勻速上升,再減速向上,最后停在高樓層

D.電梯可能開始停在高樓層,先加速向下,接著勻速向下,再減速向下,最后停在低樓層

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質(zhì)量為的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)額定輸出功率為,當(dāng)它在平直的公路上以加速度由靜止開始勻加速啟動(dòng)時(shí),其保持勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為,汽車運(yùn)動(dòng)中所受的阻力大小恒定,則

A.若汽車在該平直的路面上從靜止開始以加速度勻加速啟動(dòng),

其保持勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為

B.若汽車以加速度由靜止開始在該路面上勻加速啟動(dòng),經(jīng)過時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為

C.汽車保持功率在該路面上運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到的最大速度為

D.汽車運(yùn)動(dòng)中所受的阻力大小為

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做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,每秒的速度增量總是

     A.大小不等,方向不同                                 B.大小相等,方向不同

     C.大小不等,方向相同                                 D.大小相等,方向相同

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如圖所示,坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi),水平軌道AB和斜面BC均光滑且絕緣,AB和BC的長(zhǎng)度均為L(zhǎng),斜面BC與水平地面間的夾角θ=600,有一質(zhì)量為m、電量為+q的帶電小球(可看成質(zhì)點(diǎn))被放在A點(diǎn)。已知在第一象限分布著互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上,場(chǎng)強(qiáng)大小,磁場(chǎng)垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;在第二象限分布著沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小未知。現(xiàn)將放在A點(diǎn)的帶電小球由靜止釋放,恰能到達(dá)C點(diǎn),問

(1)分析說明小球在第一象限做什么運(yùn)動(dòng);

(2)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度;

(3)第二象限內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)

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