题目内容

【题目】如图所示,一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )

A. 物体开始运动后加速度不断增大

B. 物体开始运动后加速度先增加、后减小

C. 经过时间t=E0/k,物体在竖直墙壁上的位移达最大值

D. 经过时间t=(μqE0-mg)/μkq,物体运动速度达最大值

【答案】AC

【解析】试题分析:电场改变方向之前,物体沿竖直墙运动,由于水平方向支持力与电场力相等,电场强度减弱,所以支持力减小,故摩擦力减小,所以物体受到的重力和摩擦力的合力增大;电场改为水平向右时,物体受互相垂直的重力和电场力,而电场力随电场强度的增大而增大,所以合力增大,因此,整个过程中,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故A正确,B错误;当电场强度为零时,物体开始离开墙壁,即,所以,物体在竖直墙壁上的位移达最大值,故C正确;根据A选项分析,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故D错误。

考点:牛顿第二定律、电场强度

【名师点睛】本题关键要找出物体的合力,对物体仅仅受力分析,运用牛顿第二定律求出物体的加速度大小和方向,根据物体的初状态确定物体的运动情况,由于电场强度是随时间变化的,求合力时应注意其大小和方向。

【题型】单选题
【结束】
11

【题目】如图所示为某海上救援船的机械臂工作的示意图。机械臂AB、BC由高强度的轻质材料制成,A端固定一个定滑轮,BC可以绕B自由转动。钢丝绳的一端穿过C点并固定,另一端缠绕于可以转动的立柱D上,其质量可以忽略不计。在某次转移货物的过程中,机械臂AB始终保持竖直。下列说法正确的是( )

A. 保持BC不动,使AB缓慢伸长,则BC所受的力增大

B. 保持AB不动,缓慢转动立柱D,使CA变长,则BC所受的力大小保持不变

C. 保持AB不动,使BC缓慢伸长,则BC所受的力增大

D. 保持AB不动,使BC缓慢伸长且逆时针转动,BC所受的力增大

【答案】BCD

【解析】以结点C为研究的对象,则C点受到绳子的压力TAC与BC杆的支持力的作用TBC,三角形ABC与点C所受的三个力构成的三角形是相似三角形,根据;

A项:根据,BC不变,AB增大,所以TBC减小,故A错误;

B项:根据,AB不变,BC不变,所以TBC不变,故B正确;

C、D项:根据,AB不变,BC增大,所以TBC增大,故C、D正确。

点晴:解决本题关键理解使用动态平衡中的相似三角形的方法条件:其中一个力恒定,另外两个分力方向都发生改变。

练习册系列答案
相关题目

【题目】如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置,整个装置处在方向竖直向上的匀强电场中,两个质量均为m、带电量相同的带正电小球a、b,以不同的速度进入管内(小球的直径略小于半圆管的内经,且忽略两小球之间的相互作用),a通过最高点A时,对外管壁的压力大小为3、5mg,b通过最高点A时,对内管壁的压力大小0、25mg,已知两小球所受电场力的大小为重力的一半。

求(1)a、b两球落地点距A点水平距离之比;

(2)a、b两球落地时的动能之比。

【答案】(1)4∶3 (2)8∶3

【解析】

试题分析:(1)以a球为研究对象,设其到达最高点时的速度为,根据向心力公式有:

其中

解得:

以b球为研究对象,设其到达最高点时的速度为vb,根据向心力公式有:

其中

解得:

两小球脱离半圆管后均做平抛运动,根据可得它们的水平位移之比:

(2)两小球做类平抛运动过程中,重力做正功,电场力做负功,根据动能定理有:

对a球:

解得:

对b球:

解得:

则两球落地时的动能之比为:

考点:本题考查静电场、圆周运动和平抛运动,意在考查考生的分析综合能力。

【名师点睛】本题关键是对小球在最高点进行受力分析,然后根据向心力公式和牛顿第二定律求出平抛的初速度,再结合平抛运动规律求解。

【题型】解答题
【结束】
19

【题目】如图所示,倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上,在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D,质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接,物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,当整个系统静止时,环C位于Q处,绳与细杆的夹角α=53°,且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度 为d=0.2m,位置R与位置Q关于位置S对称,轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。现 让环C从位置R由静止释放,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。

求:(1)小环C的质量 M;

(2)小环C通过位置S时的动能 Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT;

(3)小环C运动到位置Q的速率v.

【题目】如图所示,将一轻质弹簧从物体B内部穿过,并将其上端悬挂于天花板,下端系一质量为m1=2.0kg的物体A。平衡时物体A距天花板h=2.4m,在距物体A正上方高为h1=1.8m处由静止释放质量为m2=1.0kg的物体B,B下落过程中某时刻与弹簧下端的物体A碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度与A运动,两物体不粘连,且可视为质点,碰撞后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点,(弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,g=10m/s2)下列说法正确的是( )

A. 碰撞结束瞬间两物体的速度大小为2m/s

B. 碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移大小为0.25m

C. 碰撞结束后两物体一起向下运动的过程中,两物体间的平均作用力大小为18N

D. A、B在碰后一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功

【答案】ABC

【解析】A项:B物体自由下落至与A碰撞前其速度为v0,根据自由落体运动规律,AB碰撞结束之后瞬时二者速度共同速度为vt,根据动量守恒定律,代入数据可得: ,故A正确;

B、C项:从二者一起运动到速度变为零的过程中,选择B作为研究对象,根据动量定理: ,解得F=18N,方向竖直向上,此过程对B分析,根据动能定量理可得,解得x=0.25m,故BC正确;

D项:根据动能定理:A、B在碰后一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功和克服重力做功之和,故D错误。

点晴:本题关键是明确两个物体的运动规律,然后运用自由落体运动规律,动量守恒定律和动量定理列式求解。

【题型】多选题
【结束】
13

【题目】甲图中游标卡尺读数为________ mm,乙图中螺旋测微器读数为________ mm。

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