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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落,加速度为g,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落 h后到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则带电物块在由A点运动到C点过程中,下列说法正确的是

A该匀强电场的电场强度为

B带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为

C带电物块电势能的增加量为mg(H+h)

D弹簧的弹性势能的增加量为

正确答案

D

解析

知识点

弹性势能功能关系电势能和电势
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

研究物体的运动时,常常用到光电计时器.如图所示,当有不透光的物体通过光电门时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间.光滑水平导轨MN上放置两个物块A和B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带平滑连接,将两个宽度为d=3。6×10-3m的遮光条分别安装在物块A和B上,且高出物块,并使遮光条在通过光电门时挡光.传送带水平部分的长度L=9.0m,沿逆时针方向以恒定速度v=6.0m/s匀速转动.物块B与传送带的动摩擦因数,物块A的质量(包括遮光条)为mA =2.0 kg.开始时在A和B之间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开物块A和B,迅速移去轻弹簧.两物块第一次通过光电门,物块A通过计时器显示的读数t1=9.0×10-4s,物块B通过计时器显示的读数t2=1.8×10-3s,重力加速度g取10m/s2

试求:

(1)弹簧储存的弹性势能Ep

(2)物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能;

(3)若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰,碰撞中没有机械能损失,则弹射装置P必须对A做多少功才能让B碰后从Q端滑出.

正确答案

见解析。

解析

(1)解除锁定,弹开物块AB后,两物体的速度大小

vA=m/s,

vB=m/s;

由动量守恒有: mAvA=mBvB           ①得mB=4.0 kg 

弹簧储存的弹性势能J    ②

(2)B滑上传送带先向右做匀减速运动,当速度减为零时,向右滑动的距离最远。

由牛顿第二定律得:        ③

所以B的加速度:2.0m/s2

B向右运动的距离:1.0m   <9.0米物块将返回④   

向右运动的时间为:.0s         ⑤

传送带向左运动的距离为:6.0m       ⑥        

B相对于传送带的位移为:          ⑦        

物块B沿传送带向左返回时,所用时间仍然为t1,位移为x1

B相对于传送带的位移为:          ⑧        

物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能:

96J                 ⑩        

或者:(物体B返回到N点时所用时间t==2s,所以传送带移动距离为x=vt=12m。)

(3) 设弹射装置给A做功为         

AB碰相碰,碰前B的速度向左为m/s ,碰后的速度设为

规定向右为正方向,根据动量守恒定律和机械能守恒定律得:

             

碰撞过程中,没有机械能损失:

     

B要滑出平台Q端,由能量关系有:.        

所以,由得 84J

知识点

弹性势能功能关系
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m,开始时,A.b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中


A物块a重力势能减少mgh

B摩擦力对a做的功大于a机械能的增加

C摩擦力对a做的功小于物块A.b动能增加之和

D任意时刻,重力对A.b做功的瞬时功率大小相等

正确答案

A,B,D

解析

知识点

功能关系
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图所示,倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动,在传送带的A端无初速放置一物块。若选择B端所在的水平面为零势能面,则物块从A端运动到B端的过程中,物块的机械能E与位移x的关系图象可能正确的是

A

B

C

D

正确答案

B,D

解析

略。

知识点

功能关系
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如下图所示,一个小球套在固定的倾斜光滑杆上,一根轻质弹簧的一端悬挂于O点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内,将小球沿杆拉到与O点等高的位置由静止释放,小球沿杆下滑,当弹簧处于竖直时,小球速度恰好为零,若弹簧始终处于伸长且在弹性限度内, 在小球下滑过程中,下列说法正确的是

A小球的机械能先增大后减小

B弹簧的弹性势能一直增加

C重力做功的功率一直增大

D当弹簧与杆垂直时,小球的动能最大

正确答案

A

解析

知识点

重力势能弹性势能功能关系
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示,则

A运动过程中小球的机械能守恒

Bt2时刻小球的加速度为零

Ct1 ~t2这段时间内,小球的动能在逐渐减小

Dt2 ~t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加

正确答案

D

解析

知识点

重力势能弹性势能功能关系
1
题型: 单选题
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单选题 · 3 分

如图所示,竖直向上的匀强电场中,有一质量为m的带正电小球,施加拉力F使小球向上加速运动一段距离,在此过程中重力和电场力所做功的绝对值分别为W1和W2,不计空气阻力,则 (        )

A小球的电势能增加了W2

B小球的重力势能增加了W1

C小球的动能增加了W1+W2

D小球的机械能增加了W2

正确答案

B

解析

知识点

重力势能功能关系电势能和电势
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图所示,半径、圆心角的光滑圆弧轨道AB的A点与圆心等高,B点与长度的倾斜传送带BC相切,传送带以的速度顺时针转动,一质量的物块从A点由静止释放,已知物块与传送带间动摩擦因数为,求:

(1)物块运动到B点时的速度为多大

(2)物块从B运动到C所用的时间

(3)物块从B运动到C的过程中,由于摩擦产生的热量

正确答案

见解析

解析

(1)物块从A到B的过程中根据动能定理可得:

解得:

(2),所以物体滑上传送带后受到的摩擦力向下,由几何关系可知传送带与水平方向夹角。根据牛顿第二定律:

设物块加速到与传送带速度相同时的位移为S,根据匀变速运动规律:

解得:    

,又,所以物体先加速运动,后匀速运动到C,设加速运动时间为,匀速运动时间为,根据匀变速运动规律:

                                                  解得:   

所以从B到C的时间:

(3)从B到C的时间中只在物块加速阶段有相对位移,摩擦产生热量,根据功能关系:

解得:

知识点

功能关系
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图所示,倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动,在传送带的A端无初速度放置一物块。选择B端所在的水平面为参考平面,物块从A端运动到B端的过程中,其机械能E与位移x的关系图象可能正确的是:

A

B

C

D

正确答案

B,D

解析

知识点

功能关系
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

质量为m的物体在空中以0.9g(g为重力加速度)的加速度下落,在物体下落h高度的过程中,正确的是  (       )

A重力势能减小了0.9mgh

B动能增大了0.9mgh

C动能增大了0.1mgh

D机械能损失了0.9mgh

正确答案

B

解析

知识点

功能关系
下一知识点 : 机械振动
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