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1、选择题 如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势
与坐标x的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切 线。现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8 C 的滑块P(可视作质点),从x=0.l0m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02。取重力加速度g=l0m/s2。则下列说法正确的是:

A.x=0.15m处的场强大小为2.0×l06 N/C
B.滑块运动的加速度逐渐减小
C.滑块运动的最大速度约为0.1m/s
D.滑块最终在0.3m处停下
参考答案:ACD
本题解析:电势?与位移x图线的斜率表示电场强度,则x=0.15m处的场强
,此时的电场力F=qE=2×10-8×2×106N=0.04N,滑动摩擦力大小f=μmg=0.02×2N=0.04N,在x=0.15m前,电场力大于摩擦力,做加速运动,加速度逐渐减小,x=0.15m后电场力小于摩擦力,做减速运动,加速度逐渐增大.故A正确,B错误.在x=0.15m时,电场力等于摩擦力,速度最大,根据动能定理得,qU?fx=
mv2,因为0.10m和0.15m处的电势差大约为1.5×105V,代入求解,最大速度大约为0.1m/s.故C正确;滑块最终在0.3m处停下则满足:qU-fx=0-0?①.
因为0.10m和0.30m处的电势差大约为3.0×105V,代入得:qU=2.0×10-8×3.0×105=6.0×10-3J?②
fs=0.02×0.2×10×(0.30-0.15)=6×10-3J?③由①②③得,滑块能够滑到x=0.30m处.又由于图中在x=0.30m处曲线的斜率小于x=0.15m处曲线的斜率,所以在x=0.30m处,电荷受到的电场力小于它受到的滑动摩擦力(近似大于最大静摩擦力)所以滑块最终在0.3m处停下.故D正确.
故选:ACD
本题难度:困难
2、计算题 我国自行研制的具有完全自主知识产权的第三代战机 “歼—10”在军事博物馆展出,增强了国人的荣誉感。假设“歼—10” 战机机翼产生的上升力满足F =" k" S v2,式中S为机翼的面积,v为飞机的飞行速度,k为比例常量,S、k及飞机的质量m、重力加速度g均已知,
(1)求“歼—10”飞机起飞离地面时的最小速度v0(设飞机跑到是水平的)
(2)“歼—10”起飞时,保持恒定功率P沿与水平方向成370角的直线匀速上升了t s(机身方向始终与水平方向成370角),求“歼—10” 起飞时的速度及起飞时克服空气阻力做的功。
(3)紧接着起“歼—10”立即以
v0的水平分速度不变(机身始终水平)又飞行了ts,求2ts末飞机的速度,此刻飞机离地面的高度。
参考答案:(1)
(2)
;
(3)
;
本题解析:(1)飞机起飞离地时的最小速度应满足mg =" k" S v2
得
?
(2)起飞时,“歼—10” 沿与水平方向成37o角的直线匀速上升的受力图如答图所示,且满足重力与上举力的合力方向比沿与水平方向成37o角的直线上。?

则有mg cos 37o = FN = k S v2?
得:
设此段时间内,飞机上升的高度为h1,则
?
设此段时间内,飞机克服空气阻力做功为
,由动能定理有
?
?解得?
?
(3)“歼—10”在竖直方向做匀加速运动,有
解得
?则?
?
?
?
此刻,飞机离地的高度为
本题难度:简单
3、简答题
(1)在B点时半圆轨道对物体的弹力;
(2)若F=15N,则物体从C到A的过程中,摩擦力做的功。
(3)水平拉力至少做多少功才能使小物体到达B点。

参考答案:(1)NB=52.5N(2)Wf=-9.5J(3)
本题解析:过B平抛:
?………①? (1分)?
………②? (1分)
在B点:由牛顿第二定律得:
…………③(1分)
代入代入数据得:NB="52.5N" …………④ (1分)
(2)由C到B由动能定理得:
………⑤(1分)
代入数据得:Wf=-9.5J………………⑥ (1分)
(3)小物体要到达最高点B,至少应使
…………⑦(1分)
由C到B由动能定理得:
…………⑧(1分)
⑥⑦⑧联解得:
…………(9)? (1分)
本题难度:简单
4、简答题 “头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法.某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”,以“保护鸡蛋”为题,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏.如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不会摔坏.一位同学设计了如图所示的装置来保护鸡蛋,用A、B两块粗糙的夹板夹住鸡蛋,鸡蛋下端离装置下端的距离为x=0.45m,夹板A和B与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍.现将该装置从距地面某一高度由静止释放,装置在下落过程中始终保持竖直状态,与地面作用时间极短,落地后没有反弹.取g=10m/s2.求:
(1)鸡蛋如果不会摔坏,直接撞击地面的最大速度v;
(2)如果使用该保护装置,鸡蛋落地后不会摔坏,该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H;
(3)为了使该装置从更高的地方由静止释放,鸡蛋落地后不会摔坏,请你至少提供一种可行而又简单的方法.
参考答案:(1)没有保护时,鸡蛋自由下落而不会摔坏,由动能定理得:
mgh=12mv2
v=
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 如图所示,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为m的质点在外力F的作用下,从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动,直线ON与y轴负方向成θ角(θ<π/4).则F大小至少为______;若F=mgtanθ,则质点机械能大小的变化情况是______.
参考答案:质点只受重力G和拉力F,质点做直线运动,合力方向与ON共线,如图

当拉力与ON垂直时,拉力最小,根据几何关系,有
F=Gsinθ=mgsinθ
若F=mgtanθ,由于mgtanθ>mgsinθ,故F的方向与ON不再垂直,有两种可能的方向,F与物体的运动方向的夹角可能大于90°,也可能小于90°,即拉力F可能做负功,也可能做正功,重力做功不影响机械能的变化,故根据功能定理,物体机械能变化量等于力F做的功,即机械能可能增加,也可能减小;
故答案为:mgsinθ,增大、减小都有可能.
本题解析:
本题难度:一般