1、选择题 如图,匀强电场方向水平向右,场强E,丝线长L,上端系于O点,下端系质量为m带电量为+q的小球,已知Eq=mg。现将小球从最低点A由静止释放,则(? )

A.小球可到达水平位置
B.当悬线与水平呈45°角时小球的速度最大
C.小球在运动过程中机械能守恒
D.小球速度最大时悬线上的张力为
参考答案:ABD
本题解析:分析小球受力可知,重力与电场力的合力的方向与竖直方向成450角,根据等效思想,可以认为小球在此复合场中的等效重力方向与竖直方向成450角,如下图所示:

故可知,小球在此复合场中做单摆运动,由对称性可知,小球的等效最高点在水平位置,所以A正确;小球运动的等效最低点在与水平方向成450角的位置,此时小球速度最大,所以B正确;因小球运动过程中电场力做功,所以小球机械能不守恒,故C错误;由动能定理得
,根据圆周运动公式及牛顿第二定律可得
,联立解得
,所以D正确;
本题难度:一般
2、计算题 在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行.劲度系数k=5 N/m的轻弹簧一端固定在O点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面处于场强E=5×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知A、B的质量分别为mA=0.1 kg和mB=0.2 kg,B所带电荷量q=+4×10-6 C.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电荷量不变.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.

(1)求B所受静摩擦力的大小;
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中,B的电势能增加了ΔEp=0.06 J.已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.
参考答案:(1)0.4 N (2) 0.258 W
本题解析:A、B处于静止状态时,对于A、B根据共点力的平衡条件解决问题;当A、B做匀加速直线运动时,根据运动学公式、牛顿第二定律和功能关系解决问题.
(1)F作用之前,A、B处于静止状态.设B所受静摩擦力大小为Ff0,A、B间绳中张力为FT0,有
对A:FT0=mAgsin θ ①
对B:FT0=qE+Ff0?②
联立①②式,代入数据解得Ff0=0.4 N.③
(2)物体A从M点到N点的过程中,A、B两物体的位移均为x,A、B间绳子张力为FT,有
qEx=ΔEp?④
FT-μmBg-qE=mBa?⑤
设A在N点时速度为v,受弹簧拉力为F弹,弹簧的伸长量为Δx,有
v2=2ax ⑥
F弹=k·Δx?⑦
F+mAgsin θ-F弹sin θ-FT=mAa?⑧
由几何关系知Δx=
?⑨
设拉力F的瞬时功率为P,有P=Fv⑩
联立④~⑩式,代入数据解得
P=0.528 W.
本题难度:一般
3、简答题 建筑工地上的塔吊起吊重物时,在某段时间内运动轨迹如图所示,开始时重物以速度v0沿水平方向x轴运动,钢丝绳的方向始终沿竖直方向y轴.重物质量为m,若在图示的时间段内重物的水平速度和钢丝绳的拉力保持不变,今测得重物在水平方向的位移为l时,上升的高度为h,到达p位置.求:
(1)重物所受钢丝绳的拉力大小;
(2)重物在水平方向通过位移l过程中,钢丝绳对重物所做的功;
(3)重物到达图中p位置时的动能.
参考答案:(1)设钢丝绳的拉力为T,由牛顿第二定律T-mg=ma-------①
重物在水平方向做匀速运动,l=v0t-----------------②
在竖直方向做匀加速运动,h=12at2------------------------③
由①②③式解得:T=2mhv02l2+mg
(2)钢丝绳对重物做功:
W=Th=2mh2v02l2+mgh
(3)由动能定理:Th-mgh=Ekp-12mv02
解得:Ekp=2mh2v02l2+12mv02
答:(1)重物所受钢丝绳的拉力大小为2mhv02l2+mg;
(2)重物在水平方向通过位移l过程中,钢丝绳对重物所做的功为2mh2v02l2+mgh;
(3)重物到达图中p位置时的动能为2mh2v02l2+12mv02.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,质量为m=2.0kg的木块静止在高为h=1.8m的水平台面上,木块距平台右边缘的距离为?s=7.75m.用水平力?F=20N拉动木块,木块从A点向右运动了4.0m时撤去力F,此后木块继续运动,木块从B点离开平台落到地面时,距平台右边缘的水平距离为4.2m.不计空气阻力,g取10m/s2.则( )
A.木块离开平台时的动能为49J
B.木块从A点运动到B点的过程中,水平力F做功155J
C.木块受到的摩擦力大小为13N
D.从撤去F到物块离开平台边缘时,系统损失的机械能为15J