如图所示，水平放置的平行金属板的N板接地，M板电势为＋U，两板间距离d，d比两板的尺寸小很多，在两板中间有一长为2l(2l＜d)的绝缘轻杆，可绕水平固定轴O在竖

题型：不详难度：来源：

如图所示，水平放置的平行金属板的N板接地，M板电势为＋U，两板间距离d，d比两板的尺寸小很多，在两板中间有一长为2l(2l＜d)的绝缘轻杆，可绕水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动，O为杆的中点．杆的两端分别连着小球A和B，它们的质量分别为2m和m，电荷量分别为＋q和－q.当杆从图示水平位置由静止开始转过90°到竖直位置时，不考虑A、B两小球间的库仑力，已知重力加速度为g，求：

(1)两小球电势能的变化；
(2)两小球的总动能．

答案

(1)减少了

　(2)

解析

试题分析：(1)电场力做功量度为电势能的变化，则

＝－ΔE_p
即两球电势能减少了

.
(2)设两小球在竖直位置时的总动能为E_k，取两小球及杆为研究对象，在杆由图示水平位置从静止开始转过90°的过程中，由动能定理，得
2mgl－mgl＋

＝E_k
故E_k＝

.
点评：本题整合了能量守恒定律、牛顿运动定律在电场中运动的应用，要求同学们能选取适当的过程运用能量守恒定律解题，难度适中．

举一反三

如图所示，质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面体B上，斜面体B的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为s，则在此运动过程中斜面体B对物体A所做的功为：

A．	B．Mgscotθ
C．0	D．mgssin2θ

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科技馆中，有一个模拟万有引力的装置。在如图1所示的类似锥形漏斗固定的容器中，有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动，其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图，图3为其模拟的太阳系运行图。图2中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。

（1）在图3中，设行星A₁和B₁离太阳距离分别为r₁和r₂，求A₁和B₁运行速度大小之比。
（2）在图2中，若质量为m的A球速度大小为v，在距离中心轴为x₁的轨道面上旋转，由于受到微小的摩擦阻力，A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x₂的轨道面时，两轨道面之间的高度差为H。求此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。

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如图所示，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO’匀速转动，在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道，与转轴交于O’点。一质量m=1kg的小车（可视为质点）可沿轨道运动，现对其施加一水平拉力F=4N，使其从O’左侧2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到O’点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘的半径OA正好与轨道平行，且A点在O的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s²。

（1）若小球刚好落到A点，求小车运动到O’点的速度大小；
（2）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？
（3）为使小球能落到圆盘上，小车在水平拉力F作用时运动的距离范围应为多大？

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一项人体飞镖项目，简化模型如图所示。某次运动中，手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下，在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出，摆至最低处B时小孩松手，飞镖依靠惯性飞出击中竖直放置的圆形靶最低点D点，圆形靶的最高点C与B在同一高度，C、O、D在一条直径上，A、B、C三处在同一竖直平面内，且BC与圆形靶平面垂直。已知飞镖质量m=1kg，BC距离s=8m，靶的半径R=2m，AB高度差h=0.8m，g取10m/s²。不计空气阻力，小孩和飞镖均可视为质点。

（1）求孩子在A处被推出时初速度v₀的大小；
（2）若小孩摆至最低处B点时沿BC方向用力推出飞镖，飞镖刚好能击中靶心，求在B处小孩对飞镖做的功W;
（3）在第(2)小题中，如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变，但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v，要让飞镖能够击中圆形靶，求v的取值范围。

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如图所示，一物体分别沿AO、BO轨道由静止滑到底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同，物体克服摩擦力做功分别为W₁和W₂，滑到底端时的速度大小为v₁、v₂，则(　　)

A．W₁>W₂　　v₁>v₂	B．W₁＝W₂
C．W₁<W₂v₁<v₂	D．W₁＝W₂v₁<v₂

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