如图所示,一根轻质弹簧固定在一倾角为θ的光滑斜面底端的挡板上,空间存在竖直向下的匀强电场E。一带正电的小球在光滑斜面上由A点静止释放,到达B点时与弹簧粘在一起,

如图所示,一根轻质弹簧固定在一倾角为θ的光滑斜面底端的挡板上,空间存在竖直向下的匀强电场E。一带正电的小球在光滑斜面上由A点静止释放,到达B点时与弹簧粘在一起,

题型:不详难度:来源:
如图所示,一根轻质弹簧固定在一倾角为θ的光滑斜面底端的挡板上,空间存在竖直向下的匀强电场E。一带正电的小球在光滑斜面上由A点静止释放,到达B点时与弹簧粘在一起,在斜面上作简谐振动。在物体由C点运动到D点(C、D两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势增加了3.0J,物体的重力势能减少了5.0J,则(弹簧不超过弹性限度)(    )

A.当弹簧的弹力等于mgsinθ时,小球动能最大
B.在以后的简谐运动过程中,当小球的速率等于零时,小球和弹簧组成的系统机械能最大或最小
C.从C到D小球动能增加量大于2J,C点的位置可能在平衡位置以下
D.从C到D小球动能增加量大于2J,D点的位置可能在平衡位置以上
答案
BD
解析

试题分析:据题意,小球动能最大的地方是合力为0的位置,当合力为0 时有:,故弹力为:则A选项错误;该系统中,如果只有重力和弹力做功机械能守恒,现在除了重力和弹力还有电场力做功,机械能变化量等于电场力做功,当小球速度为0 时,电场力做功最多,机械能变化量最大,据有:,当电场力做正功,此时机械能最大,当电场力做负功此时机械能最小,则B选项正确;从C到D据弹性势能增加3J则弹力做功为-3J,重力势能减小5J则重力做功5J,据动能定理有:,代入数据得:,由于重力做正功则电场力也做正功,所以从C到D动能变化比2J大,由于重力做正功且动能增加,说明位置D在平衡位置上方,故D选项正确。
举一反三
如图所示,质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下,沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑,在此过程中斜面保持静止,则地面对斜面(     )
A.无摩擦力
B.支持力等于(m+M)g
C.支持力为(M+m)g-Fsinθ
D.有水平向右的摩擦力,大小为Fcosθ

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(10分)如图所示,一条长为L的绝缘细线一端固定在O点,另一端拴有一个质量为m的带电小球,将它置于场强大小为E的水平方向的匀强电场中,当小球处在细线与竖直方向的夹角为α的A点时处于平衡状态,问:

(1)小球带何种电荷?所带电荷量为多少?
(2)在平衡位置以多大的速度vA释出小球,才能使之在电场中作竖直平面内的完整圆周运动?
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(16分)如图所示,质量均为的A、B物块紧靠着在倾角为粗糙斜面上一起加速下滑,斜面与A之间动摩擦因数为,与B之间动摩擦因数为,已知重力加速度为

(1)求下滑过程中AB之间作用力的大小;
(2)若改变倾角,使AB刚好匀速运动,求AB之间相互作用力又为多少.
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某同学在研究气体的等容变化规律时,在实验室将一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里,缓慢加热到时,用一个软木塞封住瓶口,然后将烧杯中水温缓慢降至,若想向上拔出软木塞,至少需要施加多大外力?已知大气压强,瓶口面积,软木塞的重量,取热力学温度,(软木塞与瓶口之间的摩擦不计).
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(6分)密立根油滴实验进一步证实了电子的存在,揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图,设小油滴质量为m,调节两板间电势差为U,当小油滴悬浮不动时,测出两板间距离为d,则(1)分析判断哪个极板带正电?(2)小油滴的电荷量q是多少?

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