题目内容

（10分）如图所示，质量为m的物体放在水平桌面上。在水平恒力F作用下，速度由v1增大到v2的过程中，发生的位移为s。已知物体与水平桌面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

（1）分别求出水平恒力F和摩擦力所做的功；
（2）若此过程中合外力所做的功用W合表示，物体动能的增量用ΔEk表示，证明W合=ΔEk。

（1）     （2）过程见解析

解析试题分析：
（1）水平恒力与位移方向相同，所以水平恒力所做的功  
摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力所做的功 
（2）物体在合外力作用下做匀加速直线运动，有

由牛顿第二定律，合外力 
合外力对物体所做的功    

考点：功  牛顿运动定律

练习册系列答案
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如图所示，线的上端固定，下端系一小球，将小球与线拉在同一水平位置后从静止开始释放，求:

小球的摆线运动到与水平方向成多大角度时，小球所受的重力的功率最大。（用反三角函数表示）

（16分）水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB和水平槽BC平滑连接，斜槽AB的竖直高度H=5.0m，倾角θ=37°。BC面与水面的距离h=0.80m，人与AB、BC间的摩擦均忽略不计。取重力加速度g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。一同学从滑梯顶端A点无初速地自由滑下，求：

（1）该同学沿斜槽AB下滑时加速度的大小a；
（2）该同学滑到B点时速度的大小vB；
（3）从C点滑出至落到水面的过程中，该同学在水平方向位移的大小x。

如图所示，ABCDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=15m的圆周轨道，半径OA处于水平位置，CDO是直径为15m的半圆轨道，两个轨道如图连接固定。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道运动。通过CDO轨道的最低点C时对轨道的压力力等于其重力的倍.取g为10m/s2.

（1）H的大小；
（2）小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少.

(12分)两足够长的平行光滑金属导轨，问距为L倾斜放置，与水平面的夹角为，处于磁感应强度为B方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．一质量为m、长为L、电阻为R1的导体棒ab放在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻．

(1)如图甲，导轨上端接一个内阻为r的直流电源，导体棒能恰好静止，求电源的电动势．
(2)如图乙，导轨上端接一个阻值为R：的定值电阻，让导体棒由静止开始下滑．加速过程中的速度为v时，导体棒的加速度是多少?

如图所示,在质量为的电动机上，装有质量为的偏心轮，偏心轮的重心距转轴的距离为.当偏心轮重心在转轴正上方时，电动机对地面的压力刚好为零.求电动机转动的角速度.

（11分）一个质量为m带电量为q的小球，以初速度v0自离地面h高度处水平抛出。重力加速度为g，空气阻力忽略不计。

（1）求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小。
（2）若在空间加一个竖直方向的匀强电场，发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动，请判断电场的方向并求出电场强度E的大小。
（3）若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场，发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P。已知OP间的距离大于h，请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小。

（16分）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是和，电荷量均为.加速电场的电势差为，离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力，也不考虑离子间的相互作用。

(1)求质量为的离子进入磁场时的速率；
(2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距.

如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，质量为m的小滑块在电动机的牵引下，以恒定的速度向前运动。现让小滑块滑到小车上，经过一段时间后，m与M处于相对静止。设整个牵引过程中小滑块的速度始终保持为v不变，它与小车之间的动摩擦因素为μ。从小滑块滑到小车上开始到与小车相对静止这段时间里，求，

①小车的位移是多少？
② 电动机的牵引力做的功是多少？

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