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1、选择题 某带电小球从空中的M点运动到N点,受到重力、空气阻力和电场力的共同作用。其中重力对小球做功4.5J,小球的动能增加了3J,则(?)
A.小球的重力势能增大7.5J
B.小球克服空气阻力做功为1.5J
C.小球的机械能增加了1.5J
D.若电场力做功为2J,则小球克服空气阻力做功为3.5J
参考答案:D
本题解析:重力势能的变化只与重力做功有关,重力做功4.5J,重力势能减小4.5J,A错;由动能定理可知,合外力做功为3J,电场力与空气阻力做功之和为—1.5J,机械能增加量等于除了重力以外其它力做功,所以机械能减小1.5J,C错;D对;
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,真空室中速度V0=1.6×107?m/s的电子束,连续地沿两水平金属板中心线OO’射入,已知极板长l=4cm,板间距离d=1cm,板右端距离荧光屏PQ为L=18cm.电子电荷量e=1.6×10-19?C,质量m=0.91×10-30?kg.若在电极a?b上加u=220
sin100πt?(V)的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴y上能观测到多长的线段?(设极板间的电场是均匀的、两板外无电场、荧光屏足够大.)
参考答案:因为经过偏移电场的时间为t=lv=4×10-21.6×107=2.5×10-9s
而交变电压的周期 T=2πω=2π100π=150=0.02s>>t
故可以认为进入偏转电场的电子均以当时所加电压形成的匀强电场运动.
横向位移 d2=12at2,加速度 a=Eqm=Umqdm
所以电子能够打在荧光屏上最大竖直偏转电压为:Um=md2qt2=md2v02ql2=91V
当U=91V时,E=Umd? y=12at2
因为Vy=at=qUmdmt,tanθ=VyV0=0.25
偏转量y=(12l+L)tanθ=5cm?
故y轴上的观测到的长度为 2y=10cm?
答:在荧光屏的竖直坐标轴y上能观测到10cm长的线段.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,质量m为1kg的小球从A点由静止开始沿着光滑曲面轨道运动,已知A、B两点离水平面的高度h1、h2分别为0.60m和0.15m.求:
(1)小球从A点运动到B点的过程中重力做多少功?
(2)小球经过B点时速度大小为多少?
(3)若小球以2m/s的速度从A点出发,恰能到达C点,则C点离水平面的高度h3为多少?
参考答案:(1)小球从A点运动到B点的过程中重力做功? W=mg(h1-h2)=1×10×(0.69-0.15)=4.5J
(2)从A→B过程,由动能定理得 mg(h1-h2)=12mv2B
解得?vB=3m/s
或:W=12mv2B,vB=
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 下列关于运动物体所受合外力做的功和动能变化的关系正确的是
A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
D.物体的动能不变,所受合外力一定为零
参考答案:A
本题解析:如果物体所受合外力为零,根据功的公式W=Flcosα得知,合外力对物体做的功一定为零.故A正确.如果合外力做的功为零,但合外力不一定为零,也可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功,比如匀速圆周运动.故B错误.物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变.所以,做变速运动的物体,动能可能不变,故C错误.物体动能不变,根据动能定理得知,合外力不做功,但合外力不一定为零.故D错误,故选A
点评:本题难度较小,合外力做功和动能变化的关系由动能定理反映.合外力为零,其功一定为零,但合外力功为零,但合外力不一定为零,可以以匀速圆周运动为例说明
本题难度:一般
5、选择题 某人用手将质量为1kg物体由静止向上匀加速提起1m时物体的速度为2m/s, 则下列说法正确的是(取g=10m/s2)
A.手对物体做功12J
B.合外力做功2J
C.合外力做功12J
D.物体克服重力做功10J
参考答案:ABD
本题解析:手将1kg的物体提起1m,则物体的重力势能增加W=mgh=10J,物体的速度变为2m/s,则物体的动能增加为-
即2J,手对物体做的功等于物体的重力势能的增加量和动能增加量之和,故手对物体做工12J,根据动能定理,合外力做功等于物体的动能变化量,所以合力做功2J.物体克服重力做功等于物体的重力势能增加量,所以为10J
点评:手对物体做功,即为除重力以外的力做功,所以会导致物体机械能变化;而重力势能的变化由重力做功决定,对于合力做功可以由动能变化来确定.
本题难度:一般