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1、简答题 如图a所示,倾角θ=37°的粗糙斜面足够长,其下端与一个光滑的圆弧面相切,圆弧的半径r=0.2m,圆弧的左侧最高点与圆心O等高.在圆弧的最低点C安装有一个压力传感器(也认为光滑且不影响圆弧的平整度和弧度),现从距斜面底端不同高度h处静止释放一小物块(可以看作质点),压力传感器测出的数值与高度h之间的函数图象如图b所示.求:
(1)物体的质量m和斜面与物体之间的动摩擦因数μ
(2)若物体从h=2m处,以v0=3m/s的初速度沿斜面向上运动,求物体在斜面上运动过的总路程.(结果保留2位有效数字)

参考答案:(1)物体从h处下滑到C过程中根据动能定理:12mv2-0=mgh-μmgθhsinθ+mgr(1-cosθ)①
经C点时重力与支持力的合力提供向心力:N-mg=mv2R ②
将图b中的两组数据:h0=0m,N0=14N和h1=1m,N1=34N代入①②两个公式,联立解得:
m=1kg;μ=0.6
(2)整个的过程中只有重力和摩擦力做功,由动能定理可得:
mgh+12mv20=μmgcosθ
代入数据解得:μ=mgh+12mv20mgcosθ=1×10×2+12×1×321×10×cos37°=5.1m
答:(1)物体的质量是1kg,斜面与物体之间的动摩擦因数μ是0.6;
(2)若物体从h=2m处,以v0=3m/s的初速度沿斜面向上运动,物体在斜面上运动过的总路程5.1m.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,某人以拉力F将物体沿固定斜面拉下,拉力大小等于摩擦力,则下列说法中正确的是

[? ]
A.物体的机械能不变
B.合外力对物体做功为零
C.物体做匀速运动
D.物体的机械能减小
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度V0进人某电场中,由于电场力和重力的作用,液滴沿竖直方向下落一段距离h后,速度减为零.对此过程的下列判断正确的是( )
A.电场力对液滴做的功为
mv
B.液滴克服电场力做的功为mv+mgh
C.液滴克服外力做的功为mv
D.液滴的机械能减少mgh
参考答案:A、由动能定理可知W?重+W?电=0-12v20,所以电场力对液滴做的功W?电=-12mv20-W?重,所以A错误.
?B、由动能定理可知mgh-W?克=0-12mv20,解得W?克=mgh+12mv20,所以B正确.
C、由动能定理可知W?总=0-12mv20,即克服外力做的功为W?克=12mv20,所以C正确.
D、由机械能概念可知,液滴的机械能减少了(mgh+12mv20),所以D错误.
故选BC.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (15分)如图所示,水平放置的平行金属板间有竖直方向的匀强电场,金属板长度和板间距离均为L,金属板左侧有电压为U0的加速电场,一电量为q的带正电粒子从静止开始经加速电场加速后,从金属板中央水平进入匀强电场,恰好通过金属板右侧边缘,不计粒子重力,求:

(1)金属板间电压U;?(2)带电粒子通过金属板右侧边缘时的动能.
参考答案:(1)
? (2) 
本题解析:(1)设粒子质量为m,通过加速电场时速率为v0,有
(3分)
以v0进入金属板间,历时t,通过金属板右侧边缘
?
?
(3分)?
解得:
(3分)
(2)在加速电场中电场力做功
(2分)
匀强电场中电场力做功
(2分)
带电粒子通过金属板右侧边缘时的动能
?
(2分)
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面,其运动的加速度大小为3g/4,这个物体在斜面上升的最大高度为h,则这个过程中,下列判断正确的是

A.重力势能增加了
B.动能减少了
C.机械能减少了
D.物体克服摩擦力的功率随时间在均匀减小
参考答案:BCD
本题解析:物体的加速度a=
g=
,解得摩擦力f=
mg,物体在斜面上能够上升的最大高度为h,所以重力势能增加了mgh,故选项A错误;由动能定理可知,动能损失量为合外力做的功的大小,即△Ek=-F合?s=-
mg?2h=-
,所以动能减少了
,故选项B正确;由于摩擦力f=
mg,物体在斜面上能够上升的最大高度为h,发生的位移为2h,则克服摩擦力做功
?,机械能的损失量即为克服摩擦力做的功,即机械能减少了
,故选项C正确;由于物体做匀减速运动,结合P=Fv可知物体克服摩擦力的功率P=fv
,P随t线性减小,即物体克服摩擦力的功率随时间在均匀减小,故选项D正确。故本题选BCD.
本题难度:一般