14.如圖甲所示,在真空中足夠大的絕緣水平地面上,一個質(zhì)量為m=0.2kg、帶電荷量為q=+2.0×10-6 C的小物塊處于靜止狀態(tài),小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1.從t=0時刻開始,空間加上一個如圖乙所示的場強大小和方向呈周期性變化的電場(取水平向右的方向為正方向,g取10m/s2)求:

(1)22秒內(nèi)小物塊的位移大小;
(2)22秒內(nèi)電場力對小物塊所做的功.

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律求出物塊在0~2s內(nèi)和2~4s內(nèi)的加速度,利用運動學公式求出0~2s內(nèi)和2~4s內(nèi)的位移,及第2s末和第4s末的速度,得到小物塊做周期為4s的勻加速和勻減速運動.分別求出前22s物塊的位移.
(2)根據(jù)動能定理求電場力對小物塊所做的功.

解答 解:(1)0~2s內(nèi)物塊加速度為:
a1=$\frac{q{E}_{1}-μmg}{m}$=$\frac{2×1{0}^{-6}×3×1{0}^{5}}{0.2}$-0.1×10=2(m/s2)   
位移:S1=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}$=4m               
2s末的速度為:v2=a1t1=4m/s                
2~4s內(nèi)物塊加速度為:a2=-$\frac{q{E}_{2}+μmg}{m}$=-2m/s2 
位移為:S2=S1=4m
4s末的速度為為:v4=0
則小物塊做周期為4s的勻加速和勻減速運動.
前22s內(nèi)位移為 S22=$\frac{22}{2}{S}_{1}$=44m                       
(2)由上,物塊在第22s末的速度為v22=4m/s.根據(jù)動能定理得:
W-μmgS22=$\frac{1}{2}m{v}_{22}^{2}$
代入解得:W=10.4J               
答:(1)22秒內(nèi)小物塊的位移大小是44m;
(2)22秒內(nèi)電場力對小物塊所做的功是10.4J.

點評 本題是物塊在周期性的電場力作用下運動的問題,要抓住規(guī)律,也可以作速度-時間圖象分析求解.

練習冊系列答案
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12.汽車在一條平直公路上,若從靜止啟動到最大速度的時間內(nèi)做勻加速直線運動,
起動的快慢/s
(0~30m/s的加速時間)
最大速度/m•s-1
1250
則汽車做勻加速直線運動的加速度大小為( 。
A.2.5m/sB.5m/sC.4.17m/sD.9m/s

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13.如圖所示多個電路中,三相負載采用三角形連接的是(  )
A.B.
C.D.

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2.如圖所示,跨過光滑定滑輪的細線兩端連著a、b兩個小球,a、b的質(zhì)量分別為m、M(且m<M),細線、滑輪的質(zhì)量不計,忽略空氣的阻力,重力加速度為g,先用手摁住a,然后由靜止釋放兩物體(細線足夠長),在b落地前,細線的拉力為( 。
A.$\frac{{{m^2}g}}{M+m}$B.$\frac{{{M^2}g}}{M+m}$C.$\frac{2Mmg}{M+m}$D.$\frac{M-m}{M+m}Mg$

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9.某滑沙場有兩個坡度不同的滑道AB和AB(均可看作斜面),甲、乙兩名旅游者分別乘兩個完全相同的滑沙撬從A點由靜止開始分別沿AB和AB'滑下,最后都停在水平沙面BC上,如圖所示.設滑沙撬和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同,斜面與水平面連接處均可認為是圓滑的,滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動.則下列說法中正確的是(  )
A.甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程
B.甲在B點的速率一定大于乙在B′點的速率
C.甲在B點的動能一定等于乙在B′點的動能
D.甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.如圖1所示,傾角θ=30°的斜面底端裝有與斜面垂直的彈性擋板,質(zhì)量為1kg的小物塊(大小不計)在平行于斜面上的F=10N的恒力作用下,從底端沿斜面向上作初速為零的勻加速直線運動,小物塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{5}$;F作用一段時間后撤去,小物塊恰好能上升到距擋板20m的A點.(重力加速度為g=10m/s2)求:
(1)小物塊第一次撞擊擋板的動能;
(2)若小物塊每次碰擋板后都以原速率反彈,小物塊與擋板碰撞的時間不計,則從最初算起小物塊在斜面上運動的總路程多大?
(3)在圖2中定性作出小物塊在斜面上運動的v-t圖象(沿斜面向上的方向為速度的正方向,小物塊與擋板撞擊的時間不計).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.如圖甲所示,一根細長而均勻的合金管線樣品,橫截面為環(huán)形.此合金管線長度用L表示,外徑用D表示,電阻約為5Ω.已知這種合金的電阻率為ρ,且ρ受溫度的影響很小,可以忽略.因管線內(nèi)中空部分內(nèi)徑太小,無法直接測量.某實驗小組設計了一個實驗方案,測量中空部分的截面積S0,他們已選器材如下:
A.毫米刻度尺             B.螺旋測微器
C.電流表A(300mA,1.0Ω)      D.電壓表V1(15V,約10kΩ)
E.電壓表V2( 3V,約6kΩ)     F.滑動變阻器R1(2KΩ,0.5A)
G.滑動變阻器R2(10Ω,2A)     H.標準電阻(R0=5Ω)
I.蓄電池(3V,約0.05Ω)      J.開關(guān)一個,帶夾子的導線若干

(1)小組同學用螺旋測微器測量該管線的外徑D,示數(shù)如圖乙所示,管線的外徑等于1.510mm;
(2)上列器材中,電壓表和滑動變阻器分別應選E和G(只填代號字母,如ABC).
(3)請在如圖丁方框中將該小組設計方案的實驗電路圖補充完整,要求電壓表與電流表的示數(shù)均能過半,并能測量多組數(shù)據(jù),合金管線電阻用Rx表示.
(4)小組將測得的多組U、I數(shù)據(jù)繪制成U-I圖象如圖丙所示,并計算出圖象的斜率為K,同時用刻度尺測量出了管線的長度L.計算合金管線內(nèi)部空間截面積S0的表達式為(用已知量和所測物理量的符號如L、D、ρ、K、R0表示)

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3.如圖所示,水平細桿上套一環(huán)A,環(huán)A與球B間用一不可伸長輕質(zhì)繩相連,質(zhì)量分別為mA和mB,由于B球受到水平風力作用,A與B球一起向右勻速運動,已知細繩與豎直方向的夾角為θ,則下列說法中正確的是( 。
A.A球受到3個力
B.B球受到的風力大小為mBgtanθ
C.桿對A球的支持力隨著風力的增加而增加
D.當風力增大時,A受到的摩擦力也將增大

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4.一氣球以10m/s2的加速度從地面由靜止勻加速上升,2s末有一重物從氣球上掉出.不計空氣對重物的阻力,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)重物剛脫離氣球時的速度多大?
(2)重物離地面的最大高度是多少?
(3)重物落到地面時的速度是多大?

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