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(2011?四川)質量為m的帶正電小球由空中A點無初速度自由下落,在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場,再經過t秒小球又回到A點.不計空氣阻力且小球從未落地,則(  )
分析:分析小球的運動過程,根據運動學公式求出在電場中的加速度.
根據牛頓第二定律求出電場力與重力的關系.
運用動量定理求出動量的變化量.
根據動能定理求出動能的變化量.
根據重力做功與重力勢能變化關系求解重力勢能變化量.
解答:解:A、小球先做自由下落,然后受電場力和重力向下做勻減速到速度為0,再向上做勻加速回到A點.
設加上電場后小球的加速度大小為a,規(guī)定向下為正方向.
整個過程中小球的位移為0,運用運動學公式:
1
2
gt2+gt×t-
1
2
at2=0
解得a=3g,
根據牛頓第二定律:F=F-mg=ma
所以電場力是重力的4倍為4mg,
根據電場力做功量度電勢能的變化
w=-△Ep
w=F?x=4mg×
1
2
gt2=2mg2t2
所以整個過程中小球電勢能減少了2mg2t2.故A錯誤.
B、規(guī)定向下為正方向,根據動量定理得:
△p=mgt-3mgt=-2mgt,所以整個過程中小球動量增量的大小為2mgt,故B正確;
C、小球減速到最低點動能為0,
所以從加電場開始到小球運動到最低點時小球動能變化與從A點無初速度自由下落到t秒末動能變化相等.
小球從A點無初速度自由下落到t秒末動能變化為
1
2
mg2t2 故C錯誤.
D、根據重力做功與重力勢能變化的關系得:
從A點到最低點重力勢能變化了mg×(
1
2
gt2+
1
3
×
1
2
gt2)=
2
3
mg2t2. 故D正確.
故選BD.
點評:本題主要考查了做功與能量變化關系的應用.
要能夠分析小球的運動過程,明確題目中要研究的過程解決問題.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?四川)如圖所示,間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內,在水平面a1b1b2a2區(qū)域內和傾角θ=37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內分別有磁感應強度B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場.電阻R=0.3Ω、質量m1=0.1kg、長為l的相同導體桿K、S、Q分別放置在導軌上,S桿的兩端固定在b1、b2點,K、Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好.一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質滑輪自然下垂,繩上穿有質量m2=0.05kg的小環(huán).已知小環(huán)以a=6m/s2的加速度沿繩下滑,K桿保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動.不計導軌電阻和滑輪摩擦,繩不可伸長.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求
(1)小環(huán)所受摩擦力的大�。�
(2)Q桿所受拉力的瞬時功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

 (2011·四川理綜)如圖所示,間距l=0.3 m的平行金屬導軌a1b1c1a2b2c2分別固定在兩個豎直面內.在水平面a1b1b2a2區(qū)域內和傾角θ=37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內分別有磁感應強度B1=0.4 T、方向豎直向上和B2=1 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場.電阻R=0.3 Ω、質量m1=0.1 kg、長為l的相同導體桿KS、Q分別放置在導軌上,S桿的兩端固定在b1b2點,K、Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好.一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質定滑輪自然下垂,繩上穿有質量m2=0.05 kg的小環(huán).已知小環(huán)以a=6 m/s2的加速度沿繩下滑,K桿保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動.不計導軌電阻和滑輪摩擦,繩不可伸長.取g=10 m/s2,sin37 °=0.6,cos 37°=0.8.求:

 (1)小環(huán)所受摩擦力的大小;

(2)Q桿所受拉力的瞬時功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

 (2011·四川理綜)如圖所示,間距l=0.3 m的平行金屬導軌a1b1c1a2b2c2分別固定在兩個豎直面內.在水平面a1b1b2a2區(qū)域內和傾角θ=37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內分別有磁感應強度B1=0.4 T、方向豎直向上和B2=1 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場.電阻R=0.3 Ω、質量m1=0.1 kg、長為l的相同導體桿K、S、Q分別放置在導軌上,S桿的兩端固定在b1、b2點,K、Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好.一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過輕質定滑輪自然下垂,繩上穿有質量m2=0.05 kg的小環(huán).已知小環(huán)以a=6 m/s2的加速度沿繩下滑,K桿保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動.不計導軌電阻和滑輪摩擦,繩不可伸長.取g=10 m/s2,sin37 °=0.6,cos 37°=0.8.求:

 (1)小環(huán)所受摩擦力的大��;

(2)Q桿所受拉力的瞬時功率.

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