3、两个分别带有电荷量和+的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为的两处,它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为/2 ,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
2、关于静电场的下列说法正确的是 ( )
A.沿一条电场线方向上的各点,电势不可能相同
B.沿一条电场线方向上的各点,电场强度不可能相同
C.同一等势面上的各点,电场强度可能不相同
D.同一等势面上的各点,电场方向一定相同
1.以下叙述中正确的是 ( )
A.带电量较小的带电体可以看成是点电荷
B.电场线的形状可以用实验来模拟,这说明电场线是实际存在的
C.一般情况下,两个点电荷之间的库仑力比它们之间的万有引力要大得多
D.电场线的分布情况可以反映出电场中各点的场强方向,但无法描述电场的强弱
13.(2009年柳州模拟)如图24所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得某一向右速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点.求:
(1)弹簧对物体的弹力做的功.
(2)物体从B至C克服阻力做的功.
(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小.
解析:(1)物块在B点时受力mg和导轨的支持力N=7mg,由牛顿第二定律,有7mg-mg=m
∴EkB=mv=3mgR
物块到达C点仅受重力mg,据牛顿第二定律,有
mg=m
∴EkC=mv=0.5mgR
根据动能定理,可求得弹簧弹力对物体所做的功为
W弹=EkB=3mgR
(2)物体从B到C只有重力和阻力做功,根据动能定理,有W阻-mg·2R=EkC-EkB
∴W阻=0.5mgR-3mgR+2mgR=-0.5mgR
即物体从B到C克服阻力做的功为0.5mgR
(3)物体离开轨道后做平抛运动,仅有重力做功,根据机械能守恒,有
Ek′=EkC+EpC=0.5mgR+2mgR=2.5mgR
答案:(1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR
12.某同学做拍打篮球的游戏,篮球在球心距地面高h1=0.9 m范围内做竖直方向的往复运动(如图22所示).在最高点时手开始击打篮球,手与球作用的过程中,球心下降了h2=0.05 m,球从落地到反弹与地面作用的时间t=0.1 s,反弹速度v2的大小是刚触地时速度v1大小的,且反弹后恰好到达最高点.已知篮球的质量m=0.5 kg,半径R=0.1 m.且手对球和地面对球的作用力均可视为恒力(忽略空气阻力,g取10 m/s2).求:
(1)球反弹的速度v2的大小.
(2)地面对球的弹力F的大小.
(3)每次拍球时,手对球所做的功W.
解析:(1)从球反弹后至达最高点,此过程
由0-v=-2g(h1-R)
可得v2==4 m/s
(2)设球与地面接触时加速度为a
由题知v1=v2=5 m/s
球下落刚触地至反弹后刚离开地面过程,设向上为正方向
由v2=v1+at可得a== m/s2=90 m/s2
图23
球触地过程受力如图23所示,由牛顿第二定律得F-mg=ma
得F=ma+mg=50 N
(3)手做功等于球与地面碰撞时的能量损失
W=mv-mv
代入W=2.25 J
答案:(1)4 m/s (2)50 N (3)2.25 J
图24
11.如图21所示为皮带传输机简图,其顶端为水平且高度为3 m.将质量为50 kg的货物轻轻放在皮带传输机底端,运动至顶端后抛至高度为2.2 m的平板车上,落点与抛出点间的水平距离为0.8 m.求在输送货物期间皮带对货物做的功(g=10 m/s2)
解析:设皮带对货物所做的功为W,货物自平台上抛出时的速度为v0,货物由静止到顶端的过程中根据动能定理得:
W-mgh1=mv-0①
货物抛出后,由平抛运动规律得:
h1-h2=gt2②
s=v0t③
由①②③得:W=1600 J.
答案:1600 J
图22
10.(2009年武汉模拟)如图20所示,足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动,传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接,曲面上的A点距离底部的高度为h=0.45 m.一小物块从A点静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回曲面,g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
图20
A.若v=1 m/s,则小物块能回到A点
B.若v=3 m/s,则小物块能回到A点
C.若v=5 m/s,则小物块能回到A点
D.无论v等于多少,小物块均能回到A点
解析:小物块下滑到传送带的速度为v0,由机械能守恒得,mgh=mv,v0=3 m/s,因传送带向右运动,物块将在传送带上先匀减速到零,再向右匀加速,但当传送带的速度v<3 m/s时,物块向右加速到与传送带同速即匀速运动,故v=1 m/s时,小物块滑回曲面的速度为v=1 m/s,上升的高度为h′==0.05 m,A错误;当v≥3 m/s时,小物块回到曲面的速度均为v≥v0=3 m/s,仍能回到A点,B、C正确,D错误.
答案:BC
图21
9.静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图19所示,图线为半圆.则小物块运动到x0处时的动能为( )
A.0 B.Fmx0
C.Fmx0 D.x
解析:根据动能定理,小物块运动到x0处时的动能为这段时间内力F所做的功,物块在变力作用下,不能直接用功的公式来计算,但此题可用求“面积”的方法来解决,力F所做的功的大小等于半圆的“面积”大小.根据计算可知,C选项正确.
答案:C
8.如图18所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC是水平的,其长度d=0.50 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为( )
A.0.50 m B.0.25 m
C.0.10 m D.0
解析:设物块在BC上运动的路程为s.由动能定理知:μmgs=mgh,则s== m=3 m
因为d=0.5 m,则==6
故物块停在B点.
答案:D
图19
7.静止在粗糙水平面上的物体A受方向始终水平向右、大小先后为F1、F2、F3的拉力作用做直线运动,t=4 s时停下,其v-t图象如图17所示,已知物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同,下列判断正确的是( )
A.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功
B.全过程拉力做的功等于零
C.一定有F1+F3=2F2
D.有可能F1+F3>2F2
解析:由动能定理知A正确,B错误.第1 s内,F1-μmg=ma,1 s末至3 s末,F2=μmg,第4 s内,μmg-F3=ma,所以F1+F3=2F2,故C正确,D错误.
答案:AC
图18
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