1、计算题 一个质量为m,带有电荷-q的小物块,可在水平轨道OX上运动,O端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿OX轴正方向,如图所示,小物体以初速v0从离O点为x0处沿OX轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f作用,且f<qE。设小物体与墙碰撞时不损失机械能且电量保持不变。求它在停止运动前所通过的总路程s。

参考答案:解:设小物块从开始运动到停止在O处的往复运动过程中位移为x0,往返路程为s。根据动能定理有

解得
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 物体以60焦的初动能从A点出发做竖直上抛,在它上升到某一高度时,动能减少了30焦,而机械能损失了10焦。若物体在运动过程中所受空气阻力大小恒定,则该物体回到出发点A时的动能为_____________。
参考答案:20J
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图5-7-3所示,A、B两物体用长为L且不可伸长的线连在一起放在水平面上,在水平力F作用下以速度v做匀速直线运动,A的质量是B的两倍,某一瞬间线突然断裂,保持F不变,仍拉A继续运动距离s0后再撤去,则当A、B都停止运动时,A和B相距多远?

图5-7-3
参考答案:L+
本题解析:设物体与水平面间的动摩擦因数为μ,B从断线到停止位移为s1,A从断线到停止位移为s2,对B由动能定理有:-μmgs1=0-
?①,对A整个过程由动能定理有:Fs0-μ·2mgs2=0-
·2mv2?②,又F与A、B摩擦力平衡F="3μmg?" ③,由①②③,得s1-s2=
,由几何关系知A、B相距Δs=s2+L-s1=L+
.
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,一个内壁光滑的环形塑料管竖直放置, ab为该环形塑料管水平直径,其长度为2 R ,ab及其以下部分处于水平向左的匀强电场中,电场强度为E
。现将一质量为m、带电荷量为+q的小球从管中a点由静止释放,球的直径略小于管的内径,已知qE=mg,求:
(1)小球第一次经过b点时的速度;
(2)小球第一次经过c点时对管壁的压力;
(3)小球第一次经过adb过程中对管道的最大压力。

参考答案:(1)由动能定理
?(5分)
(2)由动能定理
…2分)?
?…(3分)

(3)设当小球在如图夹角θ时速度最大,由动能定理
?…(2分)
?
当θ=450时 最大速度为v=
?…(2分)
此时重力与电场力的合力为
FN=
本题解析:略
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30°、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=
,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0.64kg、mC=0.50kg,其中A不带电,B、C的带电量分别为qB=+4.00×l0-5C.qC=+2.00×l0-5C.且保持不变,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用.如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时;两点电荷具有的电势能可表示为EF=k,现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F.已知静电力常量k=9.0×l09N?m2/C2,g=10m/s2.求:
(1)未施加力F时物块B、C间的距离:
(2)t0时间内A上滑的距离;
(3)t0时间内库仑力做的功;
(4)力F对A物块做的总功.
参考答案:(1)未施加力F时,A、B、C处于静止状态时,设B、C间距离为L1,则 C对B的库仑斥力
? F0=kqCqBL21
以A、B为研究对象,根据力的平衡 F0=(mA+mB)gsin30°
联立解得 L1=1.0m
(2)给A施加力F后,A、B沿斜面向上做匀加速直线运动,C对B的库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小.经过时间t0,B、C间距离设为L2,A、B两者间弹力减小到零,此后两者分离,力F变为恒力.则t0时刻C对B的库仑斥力为
? F1=kqCqBL22…①
以B为研究对象,由牛顿第二定律有
?F1-mBgsin30°-μmBgcos30°=mBa…②
联立①②解得 L2=1.2m
则t0时间内A上滑的距离△L=L2-L1=0.2m
(3)设t0时间内库仑力做的功为W0,由功能关系有
W0=kqCqBL1-kqCqBL2
代入数据解得 W0=1.2J…③
(4)设在t0时间内,末速度为v1,力F对A物块做的功为W1,由动能定理有
? W1+W0+WG+Wf=12(mA+mB)v21…④
而 WG=-(mA+mB)g?△Lsin30°…⑤
? Wf=-μ(mA+mB)g?△Lcos30°…⑥
又A做匀加速运动,则有v21=2a△L…⑦
由③~⑦式解得
? E1=1.05J
经过时间t0后,A、B分离,力F变为恒力,对A由牛顿第二定律有
? F-mAgsin30°-μmAgcos30°=mAa…⑧
力F对A物块做的功 W2=F(L-L2)…⑨
由⑧⑨式代入数据得 W2=5J
则力F对A物块做的功 W=W1+W2=6.05J
答:
(1)未施加力F时物块B、C间的距离为1m:
(2)t0时间内A上滑的距离是0.2m;
(3)t0时间内库仑力做的功是1.2J;
(4)力F对A物块做的总功为6.05J.
本题解析:
本题难度:一般
Wise fear begets care. 懂得担心,就会小心.