1、简答题 如图所示,小车质量M=8㎏,带电荷量q=+3×10-2C,置于光滑水平面上,水平面上方存在方向水平向右的匀强电场,场强大小E=2×102N/C.当小车向右的速度为v=3m/s时,将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端,物块质量m=1kg,物块与小车表面间动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,g取10m/s2,求:
(1)物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能.
(2)从滑块放在小车上后5s内电场力对小车所做的功.
参考答案:(1)物块放上后,小车向右做匀加速运动a1=Eq-μmgM=0.5m/s2
? 物块向右做匀加速运动a2=μg=2m/s2
? ?设滑块在小车滑行时间t1
? 当两者速度相等时有? v1+a1t1=a2t1,t1=2s
? 物块在车上相对车滑行距离:△S=S车-S物=v1t1+1aa1t2-12a2t2=3(m)
? 故? Q=f△S=μmg?△S=6J
?(2)当物块与小车相对静止时,共同运动加速度a3=qEM+m=69=23m/s2
? 当物块与小车相对静止时,共同运动的速度v=v1+a1t1=4m/s
?物块与小车相对静止前小车运动的位移? S1=v1t1+12a1t12=7m?
? 物块与小车相对静止后小车运动的位移? S2=vt2+12a3t22=4×3+12×23×9=15m
?所以? 5s内电场力对小车所做的功? W=qE?(S1+S2)=132J
答:(1)物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能为6J.
? (2)从滑块放在小车上后5s内电场力对小车所做的功132J.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 在火车站台上有一观察者,在列车开动时恰好站在第一节车厢的最前端,列车起动后做匀加速运动,经过4s第一节车厢通过观察者,整个列车通过他的时间为20s,设每节车厢等长,车厢连接处长度不计,
求:(1)这列列车共有多少节车厢;(2)最后9节车厢通过观察者所经历的时间.
参考答案:(1)设火车的加速度为a,则一节车厢的长度L=12at2=8a.
在20s内列车的位移x=12at′2=12×a×400=200a
火车的节数n=xL=200a8a=25.
(2)前16节车厢通过观察者的时间为t1,有16L=12at12
解得t1=16s
则t2=20-16s=4s
答:(1)这列列车共有25节车厢.
(2)最后9节车厢通过观察者所经历的时间为4s.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由下落,接触弹簧后继续向下运动.若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下建立一坐标轴ox,小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示.其中OA段为直线,AB段是与OA相切于A点的曲线,BC是平滑的曲线,则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小,下列说法正确的是( )
A.xA=h,aA=0
B.xA=h,aA=g
C.xb=h+
,aB=0
D.xc=h+,aC=0