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1、简答题 如图所示,一个静止的尖劈质量为M,被一个水平飞行的质量为m的小球击中,碰撞过程中没有动能损失,球相对地面竖直向上弹起,若尖劈碰撞后的速度为V,摩擦和空气阻力可忽略.求小球弹起的高度.

参考答案:

本题解析:

本题难度:一般
2、选择题 质量不同而具有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止,则( )
A.质量大的物体滑行的距离大
B.质量小的物体滑行的距离大
C.两物体滑行的距离一样大
D.两物体克服阻力做的功一样大
参考答案:A、设滑行的距离为x,阻力为f,f=μmg
运用动能定理研究从开始到滑行停止,
-fx=0-EK0
x=Ek0μmg,两物体相同动能,动摩擦因数相同,
所以质量大的物体滑行的距离小,故A错误.
B、根据A选项分析,故B正确.
C、根据A选项分析,故C错误.
D、设物体克服阻力做的功为wf,运用动能定理研究从开始到滑行停止,
-wf=0-EK0,两物体相同动能,所以两物体克服阻力做的功一样大.故D正确.
故选BD.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 (12分) 如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2. 相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x的大小.
参考答案:(1)v="6" m/s? (2) 1.1 m
本题解析:(1)ab对框架的压力F1=m1g
框架受水平面的支持力FN=m2g+F1
由题意知,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力
ab中的感应电动势E=BLv
MN中电流
MN受到的安培力F=BIL
框架开始运动时安培力等于摩擦力F=Ff
联立解得v="6" m/s
(2)闭合回路中产生的总热量
由能量守恒定律,得
代入数据解得x=1.1 m.
本题难度:一般
4、计算题 (10分)在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电电量q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为53°的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度
竖直向上抛出,求运动过程中(sin53°=0.8,)
(1)此电场的电场强度大小;
(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U;
(3)小球的最小动能
参考答案:(1)
mg?(2)
?(3)
本题解析:(1)根据题设条件,电场力大小Fe=mgtan37°=
mg?
(2)上抛小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为v:vy=v0-gt
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a:ax=
=
g
小球上升到最高点的时间t=
,此过程小球沿电场方向位移:sx=
axt2=
电场力做功 W=Fxsx=
小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U=
(3)水平速度vx=axt,竖直速度vy=v0-gt,小球的速度v=
由以上各式得出 v2=
g2t2-2v0gt+v02
解得当t=
时,v有最小值? vmin=
v0,小球动能的最小值为Emin=
mv2min=
本题难度:一般
5、选择题 关于做功与能,下列说法中错误的是
A.物体的重力做正功,动能一定增加
B.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功
C.物体的合外力做功为零,物体的机械能可能增加
D.除重力之外的外力对物体做功不为零,物体的机械能一定增加
参考答案:ABD
本题解析:这是一道考查学生对功能关系理解的选择题,高一学生要对这一知识理解:动能变化与合外力做功的关系,重力势能变化与重力做功的关系,弹性势能与弹力做功的关系,除重力以外的力作功与机械能的关系。物体的重力做正功时,但合外力可能做负功,动能反而减小,例如,降落伞减速下降时;重力势能具有相对性,重力势能为0,不等于物体不具有重力势能,因此重力势能等于0的物体具有做功的本领;
合外力做功为0,动能不变,但机械能可能增加,因为除重力以外的力可能对物体做了正功,这时机械能增加。综上所述,选ABD。
本题难度:简单