绝缘水平面上固定一正电荷Q,另一质量为m、电荷量为-q的滑块从a点以初速度υ0沿水平面向Q运动,到达b点时速度为零.已知a、b距离为s,滑块与水平面间的动摩擦因
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绝缘水平面上固定一正电荷Q,另一质量为m、电荷量为-q的滑块从a点以初速度υ0沿水平面向Q运动,到达b点时速度为零.已知a、b距离为s,滑块与水平面间的动摩擦因
题型:杨浦区一模
难度:
来源:
绝缘水平面上固定一正电荷Q,另一质量为m、电荷量为-q的滑块从a点以初速度υ
0
沿水平面向Q运动,到达b点时速度为零.已知a、b距离为s,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.以下判断正确的是( )
A.滑块在运动过程中所受Q的静电引力先小于滑动摩擦力,后大于滑动摩擦力
B.滑块在运动过程的中间时刻,瞬时速度的大小等于
1
2
υ
0
C.此过程中产生的内能为
1
2
m
υ
20
D.a、b两点间的电势差为
m(2μgs-
υ
20
)
2q
答案
A、由题意可知,滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力,摩擦力与运动方向相反,而库仑力与运动方相同,因滑块在b点静止,故一定有段时间,库仑力小于滑动摩擦力,当在滑动过程中,随着间距减小,库仑力增大,但仍小于滑动摩擦力,到达b点时速度减为零.故A错误;
B、水平方向受大小不变的摩擦力及变大的库仑力,当在滑动过程中,随着间距减小,库仑力增大,但仍小于滑动摩擦力,所以导致加速度慢慢减小,加速度是变化的,故中间时刻的速度不等于
v
0
2
,故B错误;
C、由动能定理可得:Uq-μmgs=0-
1
2
mv
0
2
,
产生的内能Q=μmgs=Uq+
1
2
mv
0
2
,
因此在此过程中产生的内能大于动能的减少.故C错误;
D、由动能定理可得:Uq-μmgs=0-
1
2
mv
0
2
,解得两点间的电势差U=
m(
v
20
-2μgs)
2q
,故D正确;
故选D.
举一反三
雨点在下落过程中受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比,与雨点下落的速度v的平方成正比,即f=kSv
2
(其中k为比例系数).雨点接近地面时近似看做匀速直线运动,重力加速度为g.若把雨点看做球形,其半径为r,球的体积为
4
3
πr
3
由,设雨点的密度为ρ,求:
(1)每个雨点最终的运动速度△v=0(用r、g、k表示);
(2)雨点的速度达到△v=0时,雨点的加速度a为多大?
题型:不详
难度:
|
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如图所示,倾角为θ的光滑斜面上放有两个质量分别为m
1
和m
2
的带电小球A、B,且m
1
=2m
2
,相距L.当开始释放时,B球刚好处于静止状态,则A球的初始加速度为______;若经过一段时间后,A、B加速度大小之比变为a
1
:a
2
=3:2,则此时两球之间的距离为______.
题型:普陀区
难度:
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如图所示,可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为θ=30°、长为L=2m的固定斜面上,三物块与斜面间的动摩擦因数均为μ=
7
3
80
,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,其中A为不带电的绝缘体,B、C所带电荷量分别为q
B
=+4.0×10
-5
C、q
C
=+2.0×10
-5
C且保持不变,A、B的质量分别为m
A
=0.80kg、m
B
=0.64kg.开始时三个物块均能保持静止状态,且此时A、B两物体与斜面间恰无摩擦力作用.如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为零,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为EP=k
q
1
q
2
r
.为使A在斜面上始终做加速度为a=1.5m/s
2
的匀加速直线运动,现给A施加一平行于斜面向上的力F,已知经过时间t
0
后,力F的大小不再发生变化.当A运动到斜面顶端时,撤去外力F.(静电力常量k=9.0×10
9
N•m
2
/C
2
,g=10m/s
2
)求:
(1)未施加力F时物块B、C间的距离;
(2)t
0
时间内A上滑的距离;
(3)t
0
时间内库仑力做的功;
(4)在A由静止开始到运动至斜面顶端的过程中,力F对A做的总功.
题型:不详
难度:
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如图所示,正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,其边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω,M、N分别为线框ad、bc边的中点.图示两个虚线区域内分别有竖直向下和向上的匀强磁场,磁感应强度均为B=1T,PQ为其分界线.线框从图示位置以速度
V
0
=2m/s匀速向右滑动,当MN与PQ重合时,线框的速度V
1
=1m/s,此时立刻对线框施加一沿运动方向的水平拉力,使线框匀速运动直至完全进入右侧匀强磁场区域.求:
(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量;
(2)线框运动过程中最大加速度的大小;
(3)在上述运动过程中,线框中产生的焦耳热.
题型:上海模拟
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跳伞运动员从金茂大厦的八十九层的345米高处飞身跃下,跳落到大厦西侧的草坪上.当降落伞全部打开时,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f=kv
2
,已知比例系数k=20N•s
2
/m
2
.运动员和伞的总质量m=72kg,假定运动员起跳速度忽略不计且跳离平台即打开降落伞,g取10m/s
2
,求:
(1)跳伞员的下落速度达到3m/s时的加速度大小;
(2)跳伞员最后着地速度大小;
(3)跳伞员从开始跳下到即将触地的过程中,损失的机械能.
题型:不详
难度:
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