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7.如图所示,一个质量为4$\sqrt{3}$×10-3kg、电荷量为+2×10-6C的小球,套在绝缘杆上,杆可在竖直平面内绕上端转动,球与杆的动摩擦因数为0.5.整个装置处于电场强度大小为2×104N/C,方向水平向右的匀强电场中,取g=10m/s2.求:
(1)杆与竖直方向夹角多大时,小球运动速度变化最快
(2)当杆竖直放置时,球沿杆下滑1m所损失的机械能.

分析 (1)小球的速度变化最快,也就是小球的加速度最大,通过受力分析求的合力最大即可求的夹角;
(2)求出物体下滑过程中的摩擦力,由W=FL求的摩擦力做功即为物体机械能的减小量

解答 解:(1)当杆转到沿合力方向时,小球不受摩擦力,加速度最大,速度变化最快
$\frac{1}{tanθ}=\frac{mg}{qE}=\sqrt{3}$
故θ=30°
(2)小球受到的弹力为
FN=qE
小球受到的摩擦力为f=μFN=μqE
摩擦力做功为W=fs=μqEs=2×10-2J
故损失机械能为2×10-2J
答:(1)杆与竖直方向夹角为30°时,小球运动速度变化最快
(2)当杆竖直放置时,球沿杆下滑1m所损失的机械能为2×10-2J.

点评 本题主要考查了受力分析求加速度最大值及物体摩擦力做功等于物体机械能的损失;

练习册系列答案
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17.一只小灯泡,标有“3V 1.5w”字样.现要描绘小灯泡0~3V的伏安特性曲线.实验器材有:
A.最大阻值为10Ω的滑动变阻器    B.电动势为6V、内阻约为1.0Ω的电源
C.量程为0.6A、内阻约为1.0Ω的电流表Al
D.量程为3A、内阻约为0.1Ω的电流表A2
E.量程为3V、内阻约为6kΩ的电压表Vl
F.量程为15V、内阻约为10kΩ的电压表V2
G.开关、导线若干
①电压表应选用E;电流表应选用C(将选项代号的字母填在横线上)
②在该实验中,设计了如图所示的四个电路.为了减小误差,应选取的电路是C(将选项代号的字母填在横线上)

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15.一群氢原子处于n=4的激发态,当它们自发地跃迁到较低的能级时(  )
A.最多可辐射出6种不同频率的光子
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D.由n=4向n=1跃迁时辐射的光子频率最大

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(1)求物块C刚着地时的速度大小?
(2)若使物块B不与C相碰,则$\frac{M}{m}$应满足什么条件?
(3)若M=2m时,求物块A由最初位置上升的最大高度?
(4)若在(3)中物块A由最高位置下落,拉紧轻绳后继续下落,求物块A拉紧轻绳后下落的最远距离?

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12.如图所示,A、B、C、D为真空中矩形图形的四个顶点,AB长为3cm,BC长为4cm,在矩形顶点A、B、C三处各放置一个点电荷qA、qB、qC,其中qA、qC为负电荷,qB为正电荷.已知它们的电荷量大小之比为qA:qB:qC=64:125:27,点电荷qA产生的电场在D处的场强大小为E.则D处的合场强大小应为(  )
A.1.25EB.2EC.0D.2.5E

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19.如图所示,ABC为一直角三棱镜的横截面,顶角A为30°.若光线PO垂直AB面入射,从AC面射出时相对于入射方向改变了15°角,现使光线PO绕入射点O在ABC平面内顺时针转动一角度后,从O点入射的光线经AC面反射之后能垂直BC面射出,求转过的角度值.

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4.关于重力势能的说法中正确的是(  )
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