题目内容

8.如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面滑下,已知在金属块滑下的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J,则以下判断正确的是(  )
A.金属块带负电荷
B.电场力做功4 J
C.金属块的电势能与动能之和增加了16 J
D.金属块的机械能减少12 J

分析 在金属块滑下的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8.0J,重力做功24J,根据动能定理求出电场力做功;电场力做功等于电势能的减小量;重力做功等于重力势能的减小量.

解答 解:A、B、在金属块滑下的过程中动能增加了12J,金属块克服摩擦力做功8J,重力做功24J,根据动能定理得:
W=WG+W+Wf=△EK
解得:W=-4J
所以金属块克服电场力做功4.0J,金属块的电势能增加4J.
由于金属块下滑,电场力做负功,由于电场力应该水平向右,所以金属块带正电荷.故A错误,B错误;
C、金属块的动能增加12J,电势能增加4J,所以金属块的电势能与动能之和增加了12+4=16 J.故C正确;
D、在金属块滑下的过程中重力做功24J,重力势能减小24J,动能增加了12J,所以金属块的机械能减少12J,故D正确.
故选:CD.

点评 解这类问题的关键要熟悉功能关系,正确找出有哪些力做功,以及什么力做功量度什么能的变化,并能建立定量关系.

练习册系列答案
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13.采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示:

现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤.
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有(多选)CD.
A.天平           B.秒表       C.刻度尺         D.220V交流电源
(2)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v,并通过h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h.
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v.
以上方案中只有一种正确,正确的是D.(填入相应的字母)
(3)甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带,如图2所示.选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E,测出A点与起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2.已知重锤的质量为m,打点计时器所接交流电的频率为f,当地的重力加速度为g.从起始点O开始到打下C点的过程中,重锤重力势能的减小量为△EP=mg(s0+s1),重锤动能的增加量为△EK=$\frac{{m{{({s_1}+{s_2})}^2}{f^2}}}{32}$.在误差充许的范围内,如果△EP=△EK,则可验证机械能守恒.
(4)乙同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到起始点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v.各计数点对应的数据见表:
计数点1234567
h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777
v/(m•s-11.942.332.733.133.50
v2/(m2•s-23.765.437.459.8012.25
他在如图3所示的坐标中,描点作出v2-h图线.由图线可知,重锤下落的加速度g′=9.75m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g=9.80m/s2,如果在误差允许的范围内g′=g或9.80,则可验证机械能守恒.

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