题目内容
【题目】如图所示,离地H高处有一个质量为m、带电量为+q的物体处于电场强度随时间变化规律为
(E0、k均为大于零的常数,电场水平向左为正方向)的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ,已知μqE0<mg。t=0时,物体从墙上静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑
后脱离墙面,此时速度大小为
,物体最终落在地面上。则下列关于物体的运动说法正确的是 ( )
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A. 当物体沿墙壁下滑时,物体先加速再做匀速直线运动
B. 物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一段直线
C. 物体克服摩擦力所做的功![]()
D. 物体与墙壁脱离的时刻为![]()
【答案】CD
【解析】试题分析:根据动能定理,抓住电场力在沿墙面下滑的过程中不做功,求出物体克服摩擦力做功的大小,抓住电场强度的变化规律,结合电场力为零时,物体脱离墙面求出运动的时间.根据牛顿第二定律通过加速度的变化判断物体的运动规律,根据合力与速度的方向确定物体的运动轨迹.
竖直方向上有
,随着电场强度E的减小,加速度a逐渐增大,当E=0时,加速度增大到重力加速度g,此后物块脱离墙面,A错误;物体脱离墙面时的速度向下,之后所受合外力与初速度不在同一条直线上,所以运动轨迹为曲线.故B错误;物体从开始运动到脱离墙面电场力一直不做功,由动能定理得,
,C正确;当物体与墙面脱离时电场强度为零,所以E=E0-kt=0,解得时间
.故D正确.
【题目】某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图1所示。已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m0=7.8g,所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz。其实验步骤是:
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A.按图中所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度。
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?_____(填“是”或“否”)
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=_____m/s2
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(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
砝码盘中砝码的重力F/N | 0.10 | 0.20 | 0.29 | 0.39 | 0.49 |
小车的加速度a/(m·s-2) | 0.88 | 1.44 | 1.84 | 2.38 | 2.89 |
他根据表中的数据画出a-F图象(如图3),造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是____________________________________,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_______________________________________,其大小为_____。