1、计算题 如图甲所示,在倾角为30°的足够长光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA长为4 m.有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作用.F按图乙所示的规律变化.滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25,g取10 m/s2,试求:

(1)滑块到A处的速度大小;
(2)不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面AB的长度是多少?
(3)假设水平面足够长,且与滑块间的动摩擦因数不变则滑块最终停在距A多远的水平面上?
参考答案:(1)
m/s? (2) 5m? (3)10m
本题解析:(1)0-2m过程中,
即
,做功
2-3m过程中,
即
,做功
3-4m过程中,F=0,不做功,
整个过程中摩擦力做功为
根据动能定理可得
,解得
(2)根据机械能守恒定律可得:
,所以l=5m
(3)根据动能定理可得
,解得x=10m
点评:了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究.
本题难度:一般
2、计算题 (14分)物块A(可以看成质点)静止在一斜面的底端,斜面倾角a =30°,斜面的长为L=1m,物块A与斜面之间的滑动摩擦因数
,斜面固定在水平桌面上。用轻绳跨过斜面顶端的轻滑轮与物块A连接,滑轮与转轴之间的摩擦不计,开始绳刚好绷直,如图所示。若在绳的末端施一竖直向下的恒力F=12N拉绳,物块A由斜面底端到顶端经历的时间为1s。取重力加速度g=10m/s2。
(1)物块A的质量mA是多大?
(2)若物块A静止在斜面底端时,在绳的末端绕过定滑轮挂一质量为1.5kg的物块B由手托住(图中没画出),开始时绳也刚好绷直,则由静止松手后物块A从斜面底端到顶端时B的动能为多少?
参考答案:(1)mA =" 1" kg
(2)EKB?="3" J
本题解析:(1)F?μmAg cosα?mAgsinα= mAa?(3分)
?(2分)
a= 2m/s2?mA =" 1" kg?(2分)
(2)
?(4分)
?(2分)
EKB?="3" J?(1分)
本题难度:一般
3、选择题 空间某区域内存在着电场,电场线在竖直平面上的分布如图所示,一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右,运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间的夹角为α,A、B两点之间的高度差与水平距离均为H,则以下判断中正确的是
[? ]

A.若v2>v1,则电场力一定做正功
B.A、B两点间的电势差
C.小球由A点运动到B点,电场力做的功W=
m
-
m
-mgH
D.小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P=
sinα
参考答案:CD
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图6-4所示,在北戴河旅游景点之一的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB′(都可看作斜面,斜面与水平面接触的地方可以看成弧面).甲、乙两名旅游者分别乘两个滑沙橇从A点由静止出发同时沿AB和AB′滑下,最后都停在水平沙面上.设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同,滑沙者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动,下列说法中正确的是(? )

图6-4
A.甲在B点的速率等于乙在B′点的速率
B.甲在B点的速率大于乙在B′点的速率
C.甲全部滑行过程的水平位移一定比乙全部滑行过程的水平位移大
D.甲全部滑行过程的水平位移一定等于乙全部滑行过程的水平位移
参考答案:BD
本题解析:滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中,由动能定理,mgh-μmg
=
mv2-0,由于AB′与水平面的夹角小于AB与水平面的夹角,所以甲在B点的速率大于乙在B′点的速率,A错B对;再对滑沙者滑行全过程用动能定理可知,水平滑行位移s=h/μ与斜面的倾角无关,所以他们将停在离出发点水平位移相同的位置,从而C错D对.
本题难度:简单
5、简答题 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计粒子所受重力).
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD区域的位置;
(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,求所有释放点的位置;
(3)若将左侧电场II整体水平向右移动L/4,仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动),在电场I区域内由静止释放电子的所有位置.
参考答案:(1)设电子的质量为m,电量为e,在电场I中释放后将做出速度为零的匀加速直线运动,出区域I时的速度为vo,接着进入电场II做类平抛运动,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,对电子的整个运动过程运用动能定理和匀变速直线运动公式有:eEL=12mv2,
在电场Ⅱ区域内的偏转,L=vt,y1=12at2=eE2m?L2v2=14L,方向向下,
故:y=L2-y1=L4
所以位置坐标(-2L,14L)
(2)设释放位置坐标为(x,y),在电场I中电子被加速到v1,然后进入电场II做类平抛运动,并从D点离开,有:eEx=12mv2,
L=vt,y?=12at2=eE2m?L2v2=L24x,所以满足xy=L24方程的点即为释放点的位置
(3)设释放位置坐标为(x,y),eEx=12mv2,在电场I中加速到v2,进入电场II后做类平抛运动,在高度为y′处离开电场II时的情景与(2)中类似,然后电子做匀速直线运动,经过D点,则有:
L=vt1,L4=vt2,
y2=12at21=eE2m?L2v2=L24x,
y3=at1t2=eEm?Lv?L4v=eEL24mv2=L28x,
y=y2+y3=L24x+L28x=3L28x,
所以满足y=3L28x方程的点即为释放点的位置.
答:(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子,电子从(-2L,14L)离开ABCD区域.
(2)在电场I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD区域左下角D处离开,所有释放点为满足xy=L24的位置.
(3)若将左侧电场II整体水平向右移动在电场I区域内由静止释放电子的所有位置,在电场I区域内由静止释放电子的所有位置为y=3L28x.
本题解析:
本题难度:一般