题目内容
【题目】如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,它们正好是一个正方形的四个顶点.在A点有一个粒子源,向各个方向发射动能为EK的同种带电粒子,已知到达正方形四个边的粒子中,到B、D两点粒子动能相同,均为2EK不计粒子重力及粒子间相互作用,则( )
A.电场方向可能由A指向C
B.到达C点粒子动能一定为4EK
C.B,D连线上的各点电势一定相同
D.粒子过AB边中点时,动能一定为 EK
【答案】A,C,D
【解析】解:A、由题知,粒子从A运动到B与D两点时动能的变化量相等,电场力做功相等,则知B、D两点的电势相等,BD连线是一条等势线,根据电场线与等势面垂直,可知电场方向可能由A指向C,故A正确.
B、对于A到B的过程,由动能定理得
qUAB=2EK﹣EK;
对于A到C的过程,由动能定理得
qUAC=EKC﹣EK;
由于UAC=2UAB,所以解得:到达C点粒子动能 EKC=3EK.故B错误.
C、BD连线是一条等势线,B、D连线上的各点电势一定相同,故C正确.
D、设粒子过AB边中点为F,则对于A到F的过程,由动能定理得
qUAF=EKF﹣EK;
由于UAF= UAB,所以解得到达F点的粒子动能为 EKF= EK.故D正确.
故选:ACD
【考点精析】掌握动能定理的综合应用是解答本题的根本,需要知道应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
【题目】某同学用如图甲所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据如表:(重力加速度g取9.8m/s2)
砝码质量m/102g | 0 | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 | 7.00 |
标尺刻度x/10﹣2m | 15.00 | 18.94 | 22.82 | 26.78 | 30.66 | 34.60 | 42.00 | 54.50 |
(1)根据所测数据,在图乙中作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线_____.
(2)根据所测得的数据和关系曲线可判断,在_____ N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格的弹簧劲度系数为_____N/m.