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1、简答题 如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m和3m的小球A和B,中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升.若不计两带电小球间的库仑力作用,某时刻细绳断开,求:
(1)电场强度及细绳断开后A、B两球的加速度;
(2)当B球速度为零时,A球速度的大小;
(3)从绳断开至B球速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为多少?
参考答案:(1)由于两小球是匀速上升的,由平衡条件有
2qE=4mg
解得电场强度E=2mgq.
绳断开后,对A球由牛顿第二定律有 qE-mg=maA
解得 aA=g,方向向上.
对B球有 qE-3mg=3maB
解得 aB=-13g,方向向下.
(2)两球所组成的系统的动量守恒,当B球的速度为零时,有
(m+3m)v0=mvA
解得 vA=4v0.
(3)绳断开后,B球匀减速上升,设当速度为零时所用的时间为t,则t=v0aB=3v0g
此过程A、B球上升的高度分别为hA=v0+4v02t=15v022g
hA=v02t=3v022g
此过程中,两球所组成的系统的机械能的增量等于电场力对两球做的功,即
△E=qEhA+=18mv02
答:(1)电场强度及细绳断开后aA=g,方向向上,aB=-13g,方向向下;
(2)当B球速度为零时,A球速度的大小4v0;
(3)从绳断开至B球速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为18mv02.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如左图所示,斜面固定在地面上,倾角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),质量为1 kg
的滑块,以一定的初速度沿斜面向下滑,斜面足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数为
0.8.该滑块所受摩擦力f随时间变化的图象是右图中的(取初速度方向为正方向,取g=
10 m/s2)( )

参考答案:A
本题解析:由题意知,下滑力mgsin37°=1×10×0.6? N=6? N,滑动摩擦力μmgcos37°=0.8×1×10×0.8? N=6.4? N,所以滑块做匀减速运动,最后静止在斜面上,则滑块先受到滑动摩擦力,大小为6.4? N,后受静摩擦力,大小为6? N,其方向都与初速度方向相反,故A正确
本题难度:一般
3、计算题 (16分).把一张足够长的水平绝缘桌面放入空间存在一有边界的电场中,电势φ随距离的变化如图(甲)所示。在绝缘水平桌面上的电场左边界O点放一质量为m=1kg的小物块,如图(乙)所示,物块与地面的摩擦因数为μ=0.2,物块带电量为q1=+0.5C。现对物块施加一水平拉力F=4N使其沿桌面运动,4s末用某种方法使物块不带电(不影响物块运动的速度),6s末撤去外力的同时,使物体恢复带电且电量为q2=-1C,g取10m/s2。求:

(1)9s末物体的速度和该时刻的位置坐标
(2)9s内物块的电势能的变化量。
参考答案:(1)9秒末物体的速度为0(2)电势能增加24J
本题解析:解:此物块的运动分为三个阶段:
A.0-4s




B.4-6s




C.6-9s



∴8秒时物体运动速度减为0。故9秒末物体的速度为0.


∴9秒内物体的电势能增加24J
本题考查的是牛顿第二定律和静电场相结合的应用问题,根据受力分析,利用牛顿第二定律和匀变速运动的规律既可计算出速度和坐标;再利用电场力做功可求出电势能的变化;
本题难度:一般
4、填空题 一人站在电梯内体重计上,电梯静止时体重计示数500N.若电梯运动过程中,他看到体重计的示数为600N,则电梯的运动可能为______,电梯的加速度大小为______m/s2.
参考答案:体重计的示数为600N,说明电梯有向上的加速度,超重,运动情况可能为:向上加速或向下减速,a=Nm=60050=12m/s2.
答案为:向上加速或向下减速,12
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,在光滑的桌面上有M、m两个物块,现用力F推物块m,使M、m两物块在桌上一起向右加速,则M、m间的相互作用力为:(? )

A.
B.
C.若与桌面的摩擦因数为
,M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力为
D.若与桌面的摩擦因数为
,M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力仍为
参考答案:BD
本题解析:AB、由于桌面光滑M、m一起加速,以M、m为整体为研究对象由牛顿第二定律有:
,以M为研究对象,设M、m间的相互作用力为
则,
;B正确
CD、若与桌面的摩擦因数为
,以M、m为整体为研究对象由牛顿第二定律有:
,以M为研究对象,设M、m间的相互作用力为
则,
则
;D正确
故选BD
点评:中等难度。当两个以上的物体组成的系统加速度相同时,先由整体法求出共同的加速度,再用隔离法求物体间的相互作用力。
本题难度:一般