题目内容

如图在水平地面上固定一倾角为30°的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为1000N/C、方向沿斜面向下的匀强电场中，一劲度系数为100N/m的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态．一质量为1kg、带正电电量为5X10-3C的滑块从距离弹簧上端为5cm处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小g=10m/s2．
（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t
（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为
2
m/s，求滑块从静止释放到速度最大过程中弹簧的弹力所做的功W．
（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，
qE+mgsinθ=ma ①
s0=
1
2
at2 ②
有①②联立解得
t=0.1s
（2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为x0，则有
mgsinθ+qE=kx0 ③
从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得
（mgsinθ+qE）?（s0+x0）+W=
1
2
mV2m
-0 ④
联立③④可得
W=
1
2
mV2m
-(mgsinθ+qE)?(s0+
mgsinθ+qE
k
)
W=-0.5J
答：（1）经历的时间为0.1s
（2）弹簧弹力做功为-0.5J
练习册系列答案
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在竖直平面内，有一光滑的弧形轨道AB，水平轨道BC=3m．质量m=1kg的物体，从弧形轨道A点无初速滑下，经过B点，最后停在C点．A点距水平轨道高h=0.80m（g=10m/s2）．
求：（1）物体滑至B点的速度大小．
（2）在BC段摩擦力做多少功？
如图所示为摩托车特技比赛用的部分赛道，由一段倾斜坡道AB与竖直圆形轨道BCD衔接而成，衔接处平滑过渡且长度不计．已知坡道的倾角θ=11.5°，圆形轨道的半径R=10m，摩托车及选手的总质量m=250kg，摩托车在坡道行驶时所受阻力为其重力的0.1倍．摩托车从坡道上的A点由静止开始向下行驶，A与圆形轨道最低点B之间的竖直距离h=5m，发动机在斜坡上产生的牵引力F=2750N，到达B点后摩托车关闭发动机．已知sin11.5°=
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，g取10m/s2，求：
（1）摩托车在AB坡道上运动的加速度；
（2）摩托车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力；
（3）若运动到C点时恰好不脱离轨道，求摩托车在BC之间克服摩擦力做的功．
如图所示，竖直放置的光滑圆弧面AB与光滑的凹槽BbcC平滑衔接，CD为光滑的直轨道．质量为m=1kg的小铁块（可视为质点）自圆弧的A点由静止开始滑下，A、B两点的高度差h=0.45m，小铁块运动到B点后水平滑上质量为M=2kg的小车，小车的长度为L=0.65m，小铁块与小车的动摩擦因素?=0.5，小车的最右端与凹槽右端Cc的水平距离为S=0.7m，小车与凹槽右端Cc碰撞后立刻静止，并与Cc粘合在一起不再分离．g=10m/s2．
求（1）小铁块运动到B点的速度大小v0
（2）小车与凹槽右端Cc即将碰撞前的速度大小v
（3）小铁块自静止开始到滑离小车的运动过程中克服摩擦力所做的功Wf．
如图甲所示，把系在轻绳上的A、B两球由图示位置同时由静止释放（绳开始时拉直），则在两球向左下摆动时，下列说法中正确的是（　　）
A．绳OA对A球做正功B．绳AB对B球不做功
C．绳AB对A球做负功D．绳AB对B球做正功
如多所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，
（1）小球在水平拉力F的作用下从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，此时悬线与竖直方向的夹角为θ；
（2）小球在水平恒力F作用下由P点移动到Q点，此时悬线与竖直方向的夹角为θ．
求上述（1）、（2）两种情况下拉力F所做的功各为多大？
物体在斜坡上A处由静止开始滑下，如图所示．滑到B处后又沿水平直路前进到C处停下．如果物体在A处以一定的初速度v0=10m/s滑下，求物体停下处D距C多远？斜坡AB与直路BC用一段极短的圆弧连接，物体可视为质点且与路面的摩擦系数处处相同为μ=0.5．（g=10m/s2）
如图所示，有一倾角θ=37°的足够长粗糙斜面，底端与一个光滑的
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圆弧平滑连接，圆弧底端切线水平．一个质量为m=1kg的滑块（可视为质点）从斜面上某点A（图中未画出）由静止开始滑下，经过斜面底端B点后恰好到达圆弧最高点C，又从圆弧滑回，恰好能上升到斜面上的D点，再由D点沿斜面下滑至B点后沿圆弧上升，再滑回，这样往复运动，最后停在B点．已知圆弧半径R=0.8m，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，假设滑块经过斜面与圆弧平滑连接处速率不变．求：
（1）滑块第1次经过B点时的速度大小及对圆弧轨道的压力；
（2）图中BD两点的距离；
（3）滑块从开始运动到第5次经过B点的过程中与斜面摩擦而产生的热量．
质量m=1kg的小球，从距离水面为5m处自由释放，到达水中的最大深度为5m．（g取10m/s2）求：
（1）不考虑空气阻力，物体到达水面的速度多大？
（2）若水对小球的阻力F恒定，则F多大？

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