1、简答题 如图所示,将两个等量异种点电荷+Q和-Q分别固定于竖直线上的A、B两点,AB间距离为2d.EF为AB的中垂线.将质量为m、电荷量为+q(可视为质点且不影响原电场的分布)的带电小球固定在可绕O点自由转动的绝缘细杆的一端.从小球位于最高点C处由静止释放,已知OC=
小球经过F点时速度为v,重力加速度为g,不计细杆重力和摩擦阻力,求:
(1)C、F间的电势差UCF.
(2)小球经过最低点D点的速度大小.

参考答案:(1)等量异种电荷形成电场是中垂线两侧电场对称,中垂线上各点的场强与中垂线垂直,且中垂线是等势线,由C到F为研究过程,由动能定理得:
12mgd+qUCF=12mv2
解之得:UCF=mv2-mgd2q…①
(2)据等量异种电荷电场的对称性知:UCF=UFD…②
设小球到D点的速度为VD,由C到D为研究过程,动能定理得:mgd+qUCD=12mv2D…③
联立①②③解之得:VD=
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行s1=3.6m,如果改以v2=8 m/s的速度行驶时,同样情况下急刹车后滑行的距离s2为
A.6.4 m
B.5.6 m
C.7.2 m
D.10.8 m
参考答案:A
本题解析:急刹车后,车只受摩擦力的作用,且两种情况下摩擦力大小是相同的,汽车的末速度皆为零.设摩擦力为F,根据动能定理得:-Fs1=0-
mv12,-Fs2=0-
mv22.两式相除得:
,故得汽车滑行距离s2=
×3.6 m=6.4 m.
思路分析:急刹车后,车只受摩擦力的作用,且两种情况下摩擦力大小是相同的,汽车的末速度皆为零.设摩擦力为F,根据动能定理分析
试题点评:本题考查了动能定理的应用
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,在E=1×103N/C的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN竖直放置与一水平绝缘轨道MN相切连接,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带负电电荷量q=10-4C的小滑块质量m=20g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4,从位于N点右侧s=1.5m处的M点以初速度v0向左运动,取g=10m/s2.

求:(1)若滑块初速度v0为6m/s, 则滑块通过P点时对轨道的压力是多大?
(2)若使小滑块在运动中不离开轨道QPN(Q点、N点除外)问小滑块从M点出发时的初速度满足什么条件?
参考答案:(1)1.3N(2)v0≥4m/s或
本题解析:(1)设小球到达P点时速度为v, 滑块从开始运动到达P点过程中,由动能定理得-mg?R+qE?R-μ(mg-qE)?S=1/2mv2—1/2 mv02?2分
代入数据解得:v2=24m/s? 1分
在P点,由支持力提供向心力,由向心力公式N=mv2/ R=1.3N? 2分
由牛顿第三定律得到压力也为1.3N? 1分
故运动的滑块通过P点时对轨道的压力是1.3N
(2)设小球恰能到达Q点时速度为v,根据向心力公式,有mg-qE=mv2/ R ,
滑块从开始运动到达Q点过程中,由动能定理得
-mg?2R+qE?2R-μ(mg-qE)?S=1/2mv2—1/2 mv02? 2分
联立两式并代入数据解得:v0=4m/s? 1分
若滑块恰能滑到P点停止,滑块从开始运动到达P点过程中,由动能定理有
qE?R-mg?R-μ(mg-qE)?S="0—1/2" mv02? 2分
代入数据解得:v02=10m/s,
1分
综上所述,小滑块在运动中不离开轨道,小滑块从M点出发时的初速度必须满足:v0≥4m/s或
2分
点评:在应用动能定理求解问题时,要明确两个状态一个过程,要进行受力分析和做功分析,本题又考查了圆周运动的知识,可见是一个综合性比较强的题目
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,已知小孩与雪橇的总质量为m=20 kg,静止于水平冰面上的A点,雪橇与冰面间的动摩擦因数为μ=0.1。(g取10m/s2)
(1)妈妈先用30N的水平恒力拉雪橇,经8秒到达B点,求A、B两点间的距离L。
(2)若妈妈用大小为30N,与水平方向成37°角的力斜向上拉雪橇,使雪橇从A处由静止开始运动并能到达(1)问中的B处,求拉力作用的最短距离。(已知cos37°=0.8 ,sin37°= 0.6)
(3)在第(2)问拉力作用最短距离对应的运动过程中,小孩与雪撬的最大动能为多少??

参考答案:解:(1)对小孩进行受力分析,由牛顿第二定律得:
F-μmg=ma
a=0.5m/s2
L=
L=16?m
(2)设妈妈的力作用了x距离后撤去,小孩到达B点的速度恰好为0
方法一:由动能定理得Fcos37°x-
(L?-x)=?0
方法二:Fcos37°-
=ma1?
2?


x=12.4?m
(3)小孩和雪撬在妈妈撤去力时的动能最大
方法一:由动能定理得Fcos37°x-
方法二:由动能公式得
Ek=72J?(数值在71.9至72之间均可)
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,光滑半球的半径为R,球心为O,固定在水平面上,其上方有一个光滑曲面轨道AB,高度为R/2.轨道底端水平并与半球顶端相切.质量为m的小球由A点静止滑下.小球在水平面上的落点为C(重力加速度为g),则(? )

A.将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点
B.小球将从B点开始做平抛运动到达C点
C.OC之间的距离为
R
D.小球从A运动到C的时间等于(1+
)
参考答案:BC
本题解析:如果小球在B点的速度足够大,则小球从B点开始做平抛运动,如果速度较小则会沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点
A、小球在B开始做平抛运动的临界条件由
得
,小球从A点由静止滑到B点后,根据机械能守恒
,
,因此小球从B点开始就做平抛运动,A选项错误
B、理由同A选项,B选项正确
C、小球从B点开始做平抛运动,由平抛运动规律
,
,
可得
,C选项正确
D、小球从B运动到C的时间由
可得
,从A到B不是自由落体,时间
,因此小球从A运动到C的时间不等于(1+
)
,D选项错误
故选BC
点评:较难。判断小球是否沿球面运动的临界条件是
,当
时小球不沿球面下滑,当
时,沿球面下滑一段距离,当小球受到的支持力为零时开始离开斜面,做抛体运动。
本题难度:一般