题目内容
6.一个质量为m的带负电小球,在匀强电场中以水平速度抛出,如图所示,小球运动的加速度方向竖直向下,大小为$\frac{g}{3}$,小球在竖直方向下落高度H时,小球的动能增加了多少?电势能增加了多少?分析 小球受重力和电场力作用,根据小球的加速度求出电场力的大小.通过合力做功得出小球动能的变化量,通过重力做功得出小球重力势能的变化量,通过电场力做功得出小球电势能的变化量.
解答 解:小球只受重力和电场力两个力作用,已知加速度为a=$\frac{g}{3}$,根据牛顿第二定律得:合力为F合=mg-F电=ma=$\frac{mg}{3}$,方向竖直向下,电场力为F电=$\frac{2mg}{3}$,方向竖直向上.根据动能定理,合力做功等于动能的增加量,合力做功为$\frac{1}{3}$mgH,则小球动能增加$\frac{mgH}{3}$.
电场力做功为$\frac{2mgH}{3}$,则小球的电势能增加$\frac{2mgH}{3}$.
答:小球的动能增加$\frac{mgH}{3}$.电势能增加了$\frac{2mgH}{3}$;
点评 解决本题的关键掌握功能关系,知道合力做功与动能的关系,电场力做功与电势能的关系,除重力以外其它做功与机械能的关系;重力做功量度重力势能的变化.
练习册系列答案
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19.甲、乙两车在同一地点同时做直线运动,其v-t图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. | 它们的初速度均为零 | |
B. | 甲的加速度大于乙的加速度 | |
C. | 0~t1时间内,甲的速度大于乙的速度 | |
D. | t1时刻甲乙两车相遇 |
20.在离地面30m高处,将一小球竖直向上抛出,设小球到达的最高点与抛出点的距离为h,当小球上升$\frac{3}{4}$h,速度为10m/s,则小球抛出5s的速度大小、方向和5s内位移的大小和方向是(g取10m/s2)( )
A. | v=30m/s,方向竖直向上 | B. | v=30m/s,方向竖直向下 | ||
C. | x=45m,方向竖直向下 | D. | x=25m,方向竖直向上 |
11.带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )
A. | 动能减少 | B. | 电势能增加 | ||
C. | 动能和电势能之和减小 | D. | 重力势能和电势能之和增加 |
18.如图所示,甲、乙两辆同型号的轿车,它们外形尺寸如下表所示.正在通过十字路口的甲车正常匀速行驶,车速v甲=10m/s,车头距中心O的距离为20m,就在此时,乙车闯红灯匀速行驶,车头距中心O的距离为30m.
(1)求乙车的速度在什么范围之内,必定不会造成撞车事故.
(2)若乙的速度v乙=15m/s,司机的反应时间为0.5s,为了防止撞车事故发生,乙车刹车的加速度至少要多大?会发生撞车事故吗?
轿车外形尺寸及安全技术参数
(1)求乙车的速度在什么范围之内,必定不会造成撞车事故.
(2)若乙的速度v乙=15m/s,司机的反应时间为0.5s,为了防止撞车事故发生,乙车刹车的加速度至少要多大?会发生撞车事故吗?
轿车外形尺寸及安全技术参数
长l/mm | 宽b/mm | 高h/mm | 最大速度km/h | 急刹车加速度m/s2 |
3896 | 1650 | 1465 | 144 | -4~-6 |
15.如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置,其核心部分是两个D形金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频交流电源相连,则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关( )
A. | D形盒半径 | B. | 加速电压的大小 | ||
C. | 交流电的频率 | D. | 匀强磁场的磁感应强度 |
16.两个共点力的合力与分力的关系是( )
A. | 合力大小一定等于两个分力大小之和 | |
B. | 合力大小一定大于两个分力大小之和 | |
C. | 合力大小一定大于一个分力的大小,小于另一个分力的大小 | |
D. | 合力大小可能比两个分力的大小都大,可能都小,也可能比一个分力大,比另一个分力小 |