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16.如图所示,AB为一固定的水平绝缘杆,在其上下对称位置固定放置一对等量同种正点电荷,其连线与AB交于0点,杆上的E、F点关于0点对称,E、F的间距为L.一可以视为质点的小球穿在杆上,小球与杆的动摩擦因数随位置而变化,该变化规律足以保证小球从E点以一初速度v.沿杆向右做匀减速直线运动并经过F点,小球带负电,质量为m.其在0点处与杆的动摩擦因数为μ0.则在由E到F的过程中(  )
A.小球在0点电势能最大
B.小球在E、F两点与杆的动摩擦因数一定相同
C.E到O点,小球与杆的动摩擦因数逐渐减小
D.小球克服摩擦力做功为μ0mgL

分析 根据电场力做功情况,分析电势能的变化情况.小球做匀减速直线运动,合外力恒定不变,分析电场力的变化,确定出滑动摩擦力的变化,从而分析出动摩擦因数的变化.由动能定理求小球克服摩擦力做功.

解答 解:A、小球从E到O的过程中,电场力对小球做正功,小球的电势能减小.从O到F的过程中,电场力做负功,电势能增大,所以小球在O点电势能最小,故A错误.
B、设小球在E、F两点所受的摩擦力大小分别为fE和fF.电场力大小为F,合外力大小为F.则在E点有:F=fE-F,在F点有:F=fF+F,所以fE>fF,由摩擦力公式f=μN=μmg,可知,小球在E点与杆的动摩擦因数大于在F点与杆的动摩擦因数,故B错误.
C、E到O点,由F=fE-F=μmg-F,F一定,若F减小,则μ减小.若场强先增大后减小,则F先增大后减小,因此μ先增大后减小.故C错误.
D、在O点的动摩擦因数为μ0,所以有 F0mg=ma,F为小球的合外力,由于小球做匀减速运动,合外力恒定,所以从E到F合外力做功大小为:
W=FL=μ0mgL
因为从E到F电场力做功为0,所以从E到F的合外力做功就为克服摩擦力做功,所以克服摩擦力做功为:Wf=W0mgL.故D正确.
故选:D.

点评 正确分析小球的受力情况,抓住匀减速运动的合外力是恒定的,这是解题的关键,要知道从E到F电场力做功为0.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

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B.电路中产生的感应电动势为$\frac{π{B}_{0}|{b}^{2}-{a}^{2}|}{t}$
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D.通过R的电荷量为$\frac{π{B}_{0}|{b}^{2}-2{a}^{2}|}{2R}$

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

11.自从钓鱼岛危机以来,我国海监渔政船为维护我国领海主权,奉命赴东海钓鱼岛海域开始对我国渔船执行护渔任务.我国的一艘渔船正在匀速行驶,到达A处时,船老大突然发现后侧面不远处有日本巡逻舰正在向他们靠近,并预计还有40min就会追上渔船,于是立即向在C 处海域执行任务的我国某海监渔政船发出求援信号,我海监执法人员立即推算出40min后的渔船位置应在D处,马上调好航向,沿CD直线方向从静止出发恰好在40min内到达 D处,假设舰体受海水的阻力始终不变,该海监船以最大速度匀速航行时轮机输出的总功率为2.5×103kW,舰体质量为7000吨,海监船运动的速度、时间图象如图2所示,求:
(1)海监船走的航线CD的长度.
(2)则在第36分钟时,轮机通过涡轮对海水的推力为多大?方向如何?
(3)舰船前面35分钟消耗的能量是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

1.如图所示,物理兴趣小组用如图测物块A与桌面间动摩擦因数μ,按图连接好装置,托住A,绳恰绷直.由P点静止释放,B落地后不反弹,最终m停在Q点.测出B下落高度h,和PQ间距离s.已知A.B质量均为m,则μ=$\frac{h}{2s-h}$,若考虑定滑轮的转动的动能,测量值偏大真实值.(选填偏大、不变、偏小)

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8.如图1所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置.
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13.火灾与消防是一个非常古老的命题.在各类自然灾害中,火灾是一种不受时间、空间限制,发生频率很高的灾害.这种灾害随着人类用火的历史而伴生;以防范和治理火灾的消防工作(古称“火政”),也就应运而生.在今天大力推行安全生产,防火消防工作更是重中之重.图1是消防车正在机场进行水柱灭火演练.一学生模拟消防水柱如图2所示.水在空中运动,A、B为其运动轨迹上的两点.已知水在A点的速度大小为v=6m/s,方向与竖直方向的夹角为45°;它运动到B点时速度方向与竖直方向的夹角为37°(sin37°=0.6).不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.根据一定规律,试估算:
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