8.如圖所示,在點(diǎn)O放置一個(gè)正點(diǎn)電荷,在過點(diǎn)O的豎直平面內(nèi)的點(diǎn)A處自由釋放一個(gè)帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m,帶電量為q.小球落下的軌跡如圖中的實(shí)線所示,它與以點(diǎn)O為圓心,R為半徑的圓(圖中虛線所示)相交于B、C兩點(diǎn),點(diǎn)O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,點(diǎn)A距OC的高度為h,若小球通過B點(diǎn)的速度為v,則( 。
A.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度為$\sqrt{{v}^{2}+g(h-\frac{R}{2})}$
B.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度為$\sqrt{{v}^{2}+gR}$
C.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力所做的功為$\frac{1}{2}$mv2-mg(h-$\frac{R}{2}$)
D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力所做的功為$\frac{1}{2}$mv2-mgh

分析 小球下落過程中,受到重力和電場(chǎng)力,由于B、C兩點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上,故從B到C過程電場(chǎng)力做功為零;根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷電勢(shì)能的變化情況;根據(jù)總功判斷動(dòng)能變化情況.

解答 解:A、B、由幾何關(guān)系可知,B與C之間的高度差:h′=Rsin30°=0.5R
小球從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中,電場(chǎng)力不做功,重力做正功,由動(dòng)能定理得:
$0.5mgR=\frac{1}{2}m{v}_{c}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
所以:vC=$\sqrt{{v}^{2}+gR}$.故A錯(cuò)誤,B正確;
C、D、小球由A點(diǎn)到C點(diǎn)機(jī)械能的損失就是除了重力以外的其他力做的功,即電場(chǎng)力做的功.由動(dòng)能定理得:
mgh+W=$\frac{1}{2}m{v}_{c}^{2}$
則有:W=$\frac{1}{2}m{v}_{c}^{2}-mgh$=$\frac{1}{2}$mv2+mg$\frac{R}{2}$-mgh.故C正確,D錯(cuò)誤;
故選:BC

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確幾種功能關(guān)系的具體形式:
總功是動(dòng)能變化的量度;
電場(chǎng)力做功是電勢(shì)能變化的量度;
除重力外其余力做的功是機(jī)械能變化的量度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置.其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量.(滑輪質(zhì)量不計(jì))
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是BCD
A.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
B.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力
C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶
E.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖2所示的一條紙帶(兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出),測(cè)得:x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm,x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm.那么:則打3點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是0.26m/s,若紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為$\frac{({x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6})-({x}_{1}+{x}_{2}+{x}_{3})}{9{T}^{2}}$,加速度的大小是0.49m/s2.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(3)以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為D.
A.2tanθ   B.$\frac{1}{tanθ}$    C.k    D.$\frac{2}{k}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.有一宇宙飛船,它的正面面積S=0.98m2,以v=2×103m/s的速度飛入一宇宙微粒塵區(qū),此塵區(qū)每立方米空間有一個(gè)微粒,微粒的平均質(zhì)量m=2×10-7kg,要使飛船速度保持不變,飛船的牽引力應(yīng)增加多少?(設(shè)微粒與飛船外殼碰撞后附于飛船上).

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.如圖所示,某小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解.A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器,該型號(hào)傳感器在受到拉力時(shí)讀數(shù)為正,受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù).A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,可沿固定的板做圓弧形移動(dòng).B固定不動(dòng),通過光滑鉸鏈連接長(zhǎng)0.3m的輕桿.將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架,保持桿在水平方向,按如下步驟操作:
①測(cè)量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ;
②對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零;
③用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼,記錄兩個(gè)傳感器讀數(shù);
④取下鉤碼,移動(dòng)傳感器A改變?chǔ)冉牵?br />重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到表格(a).
F1/N1.0010.5801.002
F2/N-0.868-0.2910.865
θ30°60°150°
表(b)
F1/N1.103
F2/N
θ30°60°
(1)根據(jù)表格(a),A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力F1(填“F1”或“F2”),鉤碼質(zhì)量為0.05 kg.(保留1位有效數(shù)字)
(2)某次操作中,有同學(xué)使用不同鉤碼做此實(shí)驗(yàn),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到圖示表格(b),則表格中30°所對(duì)應(yīng)的F2空缺處數(shù)據(jù)應(yīng)為0.637N(保留3位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,與水平面夾角為θ=37°的傳送帶以恒定速率v=2m/s運(yùn)動(dòng),皮帶始終繃緊,將質(zhì)量為m=1kg的物塊輕輕地放在傳送帶上的A處,經(jīng)過1.2s到達(dá)傳送帶B處,物塊與傳送帶的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,其他摩擦不計(jì).(重力加速度g=10m/s2.sin37°=0.6.cos37°=0.8).求:
(1)當(dāng)物塊與傳送帶速度相同時(shí),物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移的大小;
(2)傳送帶的長(zhǎng)度和物塊到達(dá)傳送帶B處速度的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.如圖所示,一個(gè)電量為+Q的點(diǎn)電荷甲,固定在絕緣水平面上的O點(diǎn),另一個(gè)電量為-q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)速度最小且為v.已知靜電力常量為k,點(diǎn)電荷乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,AB間距離為L(zhǎng),則以下說法正確的是( 。
A.OB間的距離為 $\sqrt{\frac{kQq}{μmg}}$
B.從A到B的過程中,庫(kù)侖力對(duì)點(diǎn)電荷乙做的功為W=$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$mv2
C.從A到B的過程中,庫(kù)侖力對(duì)點(diǎn)電荷乙做的功為W=μmgL+$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02
D.從A到B的過程中,庫(kù)侖力對(duì)點(diǎn)電荷乙做的功為W=μmgL+$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$mv2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,A和B是帶有異種電荷的兩個(gè)金屬導(dǎo)體,導(dǎo)體間有由其二者產(chǎn)生的穩(wěn)定分別的電場(chǎng),P點(diǎn)和Q點(diǎn)是導(dǎo)體A表面上的兩點(diǎn),S是導(dǎo)體B表面上的一點(diǎn),在A河B之間的電場(chǎng)中畫有三條等勢(shì)線,現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖虛線所示,不計(jì)此帶電粒子對(duì)原電場(chǎng)的影響,不計(jì)空氣阻力,則以下說法正確的是( 。
A.P和Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
B.S點(diǎn)的電勢(shì)低于P點(diǎn)的電勢(shì)
C.此帶電粒子在F點(diǎn)的電勢(shì)能大于其在E點(diǎn)的電勢(shì)能
D.此帶電粒子一定是由W點(diǎn)射入經(jīng)F點(diǎn)到E點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.在“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.
(1)實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)B(填字母).
A.釋放小車后開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
B.開始打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后釋放小車
(2)實(shí)驗(yàn)中,下列做法正確的是AD(填字母).
A.通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
B.通過改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值
C.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車從靜止到勻速過程的平均速度
D.每次都要從同一位置靜止釋放小車
(3)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的紙帶,關(guān)于小車速度的測(cè)量,下列說法正確的是B.
A.測(cè)出A、C兩點(diǎn)間距計(jì)算小車的速度
B.測(cè)出B、C兩點(diǎn)間距計(jì)算小車的速度
C.測(cè)出A、B兩點(diǎn)間距計(jì)算小車的速度

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.為驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,即:合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化,實(shí)驗(yàn)裝置如圖a,木板傾斜構(gòu)成斜面,斜面B處裝有圖b所示的光電門

①如圖c,用游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光條的寬度為d
②裝有擋光條的物塊由A處?kù)o止釋放后沿斜面加速下滑,讀出擋光條通過光電門的擋光時(shí)間t,則物塊通過B處時(shí)的速度為v=$\frac02im4ac{t}$(用字母表示)
③測(cè)得A、B兩處的高度差為H,水平距離L;已知物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,為了完成實(shí)驗(yàn),還必須知道的物理量是當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭(用文字及字母表示)
④如果實(shí)驗(yàn)結(jié)論得到驗(yàn)證,則以上各物理量之間的關(guān)系滿足:H=$\frac{ugyioeg^{2}+2μgL{t}^{2}}{2g{t}^{2}}$(用字母表示).

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