题目内容
【题目】如图所示,O点为位于一水平面上等量异种点电荷连线的中点,一通过O点的光滑绝缘细杆与水平面成角,A、B为杆上的两点,且AO=OB。一电荷量为q、质量为m的小环(视为质点)套在杆上,以初速度v0从A点沿杆运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小环一定带正电
B.小环的电势能先减小后增大
C.在A、B两点小环的加速度相同
D.小环的机械能可能守恒
【答案】CD
【解析】
AB.两点电荷在杆上任意一点的电场强度大小相等,方向如图所示,在两点荷与杆上任意一点的连线和杆所在的平面内,将两场强分解到沿杆和垂直杆可知,两点荷在杆上的场强方向垂直杆,则电场力不做功,小环的电势能不变,由于小环有初速度则小环可带正电也可带负电,故AB错误;
C.由于两点荷在杆上的场强方向垂直杆则小环的加速度始终为
故C正确;
D.两点荷在杆上的场强方向垂直杆,则电场力不做功,从A点沿杆运动到B点的过程中,只有重力做功,所以机械能守恒,故D正确。
故选CD。
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【题目】如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).
O-B | O-C | O-D | O-E | O-F | |
W/J | 0.043 2 | 0.057 2 | 0.073 4 | 0.091 5 | |
ΔEk/J | 0.043 0 | 0.057 0 | 0.073 4 | 0.090 7 |
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=ΔEk,与理论推导结果一致.
(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2,结果保留至小数点后第三位)