题目内容

5.如图所示,长为$\sqrt{3}$l的薄木板AB倾斜放置,与水平面夹角为30°,水平面上距离A点为l处放置一点电荷q1.将带电量为-q2的滑块置于木板A点,利用弹射装置可使滑块沿木板向上运动,第一次滑块恰好上升到AB中点C,第二次滑块恰好上升到B点;弹射过程对滑块做的功第一次为W1、第二次为W2;滑块因摩擦产生的热量第一次为Q1、第二次为Q2,则(  )
A.W2=2W1B.W2>2W1C.Q2=2Q1D.Q2<2Q1

分析 根据对称性,可分析滑块从A到C与C到B摩擦力做功相等,对AC段和AB段分别运用动能定理列式,可求得W1与W2的关系.根据功能关系求热量关系.

解答 解:滑块从A到C与C到B的过程,受力情况具有对称性,则知两段过程,滑块克服摩擦力做功相等,设为Wf.根据动能定理得:
第一次有:W1+WE-Wf=0,得:W1=Wf-WE
第二次有:W2-2Wf=0,得:W2=2Wf
由于2Wf>2(Wf-WE),所以W2>2W1
根据功能关系有 Q2=2Wf,Q1=Wf
则 Q2=2Q1.故AD错误,BC正确.
故选:BC

点评 本题分析时要结合图形的几何对称性,分析出摩擦力和电场力受力对称,得出摩擦力做功关系,从而根据动能定理分析弹射过程做功关系.

练习册系列答案
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15.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图1所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速直线运动,在纸带上打出一系列小点.

(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示.可以测出1~6每个点的瞬时速度,画出v-t图象,进而得到a,其中3号点的瞬时速度的大小v3=0.264 m/s2(保留三位有效数字).
(2)也可以去除一个数据,利用逐差法处理数据,如果去除的是2.88cm这一数据,计算出滑块的加速度a=0.496 m/s2 (保留三位有效数字).
(3)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有CD(填入所选物理量前的字母,完全选对才得分):还需要使用的仪器是天平
A.木板的长度l            B.木板的质量m1         C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3E.利用秒表测量滑块运动的时间t
(4)滑块与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{{m}_{3}g-({m}_{2}+{m}_{3})a}{{m}_{2}g}$(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数偏大(填“偏大”或“偏小”).

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