题目内容

【题目】由于空气阻力的影响,子弹、炮弹的实际飞行轨道不再是抛物线,而是按“弹道曲线飞行,如图所示。下列说法正确的是

A. 炮弹到达最高点时,水平方向的加速度和速度均为零

B. 炮弹到达最高点时,竖直方向的加速度和速度均为零

C. 炮弹在上升过程中,动能减小;下落过程中,重力势能减小

D. 炮弹在上升过程中,机械能减小;下落过程中,机械能增加

【答案】C

【解析】

AB、炮弹到达最高点时,竖直方向的速度为零,水平方向的速度不为零,空气阻力的方向在水平方向,故水平方向加速度不为零;竖直方向上有重力的作用,加速度等于g,故竖直方向加速度不为零,AB错误;

C、炮弹在上升过程中,合外力做负功,动能减小;下落过程,重力做正功,重力势能减小,故C正确;

D、炮弹无论是上升过程还是下降过程,空气阻力做负功,故机械能减小,D错误。

练习册系列答案
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【题目】电子在电场中会受到电场力,电场力会改变电子的运动状态,电场力做功也对应着能量的转化。已知电子的质量为m,电荷量为-e,不计重力及电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。

1)空间中存在竖直向上的匀强电场,一电子由A点以初速度v0沿水平方向射入电场,轨迹如图1中虚线所示,B点为其轨迹上的一点。已知电场中A点的电势为φAB点的电势为φB,求:

①电子在由A运动到B的过程中,电场力做的功WAB

②电子经过B点时,速度方向偏转角θ的余弦值cosθ(速度方向偏转角是指末速度方向与初速度方向之间的夹角)。

2)电子枪是示波器、电子显微镜等设备的基本组成部分,除了加速电子外,同时对电子束起到会聚的作用。

①电子束会聚的原理如图2所示,假设某一厚度极小的薄层左侧空间中各处电势均为φ1,右侧各处电势均为φ2φ2>φ1),某电子射入该薄层时,由于只受到法线方向的作用力,其运动方向将向法线方向偏折,偏折前后能量守恒。已知电子入射速度为v1,方向与法线的夹角为θ1,求它射出薄层后的运动方向与法线的夹角θ2的正弦值sinθ2

②电子枪中某部分静电场的分布如图3所示,图中虚线1234表示该电场在某平面内的一簇等势线,等势线形状相对于z轴对称。请判断等势面1和等势面4哪个电势高?对一束平行于z轴入射的电子,请结合能量守恒的观点、力与运动的关系简要分析说明该电场如何起到加速的作用?如何起到会聚的作用?

【题目】某实验小组利用如图1所示的装置,对轻质弹簧的弹性势能进行探究。一轻质弹簧放置在较光滑的水平桌面上,弹簧右端固定,左端与一小球接触但不拴接;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘。向右推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放,小球离开桌面后落到铺有白纸和复写纸的水平地面上,通过测量和计算,可得到弹簧被压缩后的弹性势能。

1)为测得小球离开桌面时的动能Ek,已知重力加速度g,需要测量下列物理量中的_____________(选填选项前的字母)。

A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点水平距离s

C.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量x

2)用所选择的测量和已知量表示EkEk=_____________

3)如果忽略桌面摩擦阻力的影响,可认为小球离开桌面时的动能Ek等于弹簧被压缩后的弹性势能Ep。实验时,测得小球质量m=190.0g,桌面到地面的高度h=40.00cm。已知弹簧的劲度系数k=40N/m,本地重力加速度g=9.8m/s2。某同学根据实验数据作出弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量的二次方x2关系的图像,如图2所示。

Epx2图像中,设图像的斜率为β,由图像可得Epx2变化的表达式为______________。根据功与能的关系,弹性势能的表达式中可能包含x2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_____________。通过寻找这个物理量与β间的数值关系,可得到弹簧的弹性势能的表达式为Ep=_____________

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