16.質(zhì)量為m的帶正電小球由空中A點(diǎn)無初速度自由下落,在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),再經(jīng)過t秒小球又回到A點(diǎn),不計(jì)空氣阻力且小球從未落地,則(  )
A.整個(gè)過程中小球電勢(shì)能變化了2mg2t2
B.整個(gè)過程中小球mv增量的大小為4mgt
C.從加電場(chǎng)開始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能變化了mg2t2
D.從A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能變化了$\frac{2}{3}$mg2t2

分析 分析小球的運(yùn)動(dòng)情況:小球先做自由落體運(yùn)動(dòng),加上勻強(qiáng)電場(chǎng)后小球先向下做勻減速運(yùn)動(dòng),后向上做勻加速運(yùn)動(dòng).由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出t秒末速度大小,加上電場(chǎng)后小球運(yùn)動(dòng),看成一種勻減速運(yùn)動(dòng),自由落體運(yùn)動(dòng)的位移與這個(gè)勻減速運(yùn)動(dòng)的位移大小相等、方向相反,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求電場(chǎng)強(qiáng)度,由W=qEd求得電場(chǎng)力做功,即可得到電勢(shì)能的變化.由動(dòng)能定理得求出A點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度,得到重力勢(shì)能的減小量

解答 解:A、B小球先做自由落體運(yùn)動(dòng),后做勻減速運(yùn)動(dòng),兩個(gè)過程的位移大小相等、方向相反.設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,加電場(chǎng)后小球的加速度大小為a,取豎直向下方向?yàn)檎较,則
由$\frac{1}{2}g{t}^{2}=-(vt-\frac{1}{2}a{t}^{2})$
又v=gt
解得 a=3g,則小球回到A點(diǎn)時(shí)的速度為v′=v-at=-2gt
整個(gè)過程中小球速度增量的大小為△v=v′-v=-3gt,速度增量的大小為3gt.動(dòng)量增加為3mgt
由牛頓第二定律得
  a=$\frac{qE-mg}{m}$,聯(lián)立解得,qE=4mg
△?=qE$\frac{1}{2}g{t}^{2}$=2mg2t2.故A正確,B錯(cuò)誤.
C、從加電場(chǎng)開始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能減少了△Ek=$\frac{1}{2}m{g}^{2}{t}^{2}$.故C錯(cuò)誤.
D、設(shè)從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度為h,根據(jù)動(dòng)能定理得
   mgh-qE(h-$\frac{1}{2}g{t}^{2}$)=0
解得,h=$\frac{2}{3}g{t}^{2}$
從A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能減少了△Ep=mgh=$\frac{2}{3}$mg2t2.故D正確.
故選:AD

點(diǎn)評(píng) 本題首先要分析小球的運(yùn)動(dòng)過程,采用整體法研究勻減速運(yùn)動(dòng)過程,抓住兩個(gè)過程之間的聯(lián)系:位移大小相等、方向相反,運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和動(dòng)能定理結(jié)合進(jìn)行研究.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖甲所示,一條電場(chǎng)線與Ox軸重合,取O點(diǎn)電勢(shì)為零,Ox方向上各點(diǎn)的電勢(shì)φ隨x變化的情況如圖乙所示.若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子,電子僅受電場(chǎng)力的作用,則( 。
A.電子將沿xO方向運(yùn)動(dòng)B.電子可能做曲線運(yùn)動(dòng)
C.電子運(yùn)動(dòng)的加速度恒定D.電子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.如圖所示,MN是一段在豎直平面內(nèi)半徑為1m的光滑絕緣的$\frac{1}{4}$圓弧軌道,N為軌道的最低點(diǎn),軌道上存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng).軌道ON的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=0.1T.現(xiàn)有一帶電荷量為1C、質(zhì)量為100g的帶正電小球從M點(diǎn)由靜止開始自由下滑.恰能沿NP方向做直線運(yùn)動(dòng),并進(jìn)入右側(cè)的復(fù)合場(chǎng).已知AB板間的電壓LBA=2V,板間距離d=2m,板的長度L=3m,g取10m/s2,求:
(1)小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(3)若要使小球能從兩板間飛出,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2有什么要求?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.某閉合電路中,已知當(dāng)流過電源的電流為2A時(shí),電源對(duì)電路的輸出功率為10W,當(dāng)流過電流為1A時(shí),輸出功率為5.5W,求該電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

11.如圖所示,AB桿水平固定,另一細(xì)桿可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng),O軸在AB桿上方h高處,兩桿均被套在光滑圓環(huán)P上,當(dāng)細(xì)桿繞O軸以角速度ω順時(shí)針方向轉(zhuǎn)至與豎直方向30°角時(shí),環(huán)的運(yùn)動(dòng)速度為$\frac{4}{3}$ωh.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.如圖所示,在O點(diǎn)懸有一細(xì)繩,細(xì)繩穿過小球B的通過直徑的小孔,使B球能順著繩子滑下來.在O點(diǎn)正下方有一半徑為R=1m的光滑弧形軌道,圓心位置恰好在O點(diǎn),弧形軌道的最低點(diǎn)為O′,在接近O′處有另一小球A,令A(yù)、B兩球同時(shí)開始無初速釋放.(取π2=10,g=10m/s2)求:
①若細(xì)線光滑,試計(jì)算B小球和A小球第一次到O′時(shí)間?
②若要A球第一次到達(dá)平衡位置時(shí)正好能夠和B球相碰,則B球與繩之間的摩擦力與B球重力大小之比是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.教室的磁性黑板上經(jīng)常用一些小 磁鐵將掛圖壓在黑板上,關(guān)于被磁鐵 壓在黑板上的掛圖的受力情況,下列 說法正確的是( 。
A.掛圖受到三個(gè)力的作用
B.掛圖受到兩個(gè)互相平衡摩擦 力作用
C.掛圖對(duì)黑板的壓力與磁鐵對(duì) 掛圖的壓力是一對(duì)作用力與反作用力
D.增強(qiáng)磁鐵的磁性,掛圖受到的摩擦力不變

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.下列幾種做法中,符合安全用電的是(  )
A.用濕布直接擦帶電的用電器
B.保險(xiǎn)絲熔斷后,直接用銅導(dǎo)線代替保險(xiǎn)絲
C.發(fā)現(xiàn)有人觸電,應(yīng)盡快切斷電源或用干燥的木棍挑開電線
D.電線著火,先潑水滅火,然后再去切斷電源,以免造成火災(zāi)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.某同學(xué)利用如圖1所示的電路測(cè)量一定值電阻Rx的阻值.所用的器材有:
待測(cè)電阻Rx,阻值約為50Ω
電流表A1,內(nèi)阻r1約為20Ω,量程50mA
電流表A2,內(nèi)阻r2約為4Ω,量程300mA
電阻箱R,0~999.9Ω
滑動(dòng)變阻器R′,0~20Ω
電源E,電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻很小
單刀單擲開關(guān)S1、單刀雙擲開關(guān)S2、導(dǎo)線若干
請(qǐng)回答下列問題:

(a)在圖2所示的實(shí)物圖上畫出連線.
(b)閉合S1,將S2擲于1,調(diào)節(jié)R′、R至適當(dāng)位置,記下兩表的讀數(shù)I1、I2和電阻箱的阻值R1.為使兩表的示數(shù)均超過量程的一半,R1可取B.(填序號(hào))
A.0.5Ω      B.5.0Ω      C.50.0Ω     D.500.0Ω
(c)閉合S1,將S2擲于2,調(diào)節(jié)R′、R至適當(dāng)位置,記下兩表的讀數(shù)I1′、I2′和電阻箱的阻值R2.用測(cè)得的物理量表示待測(cè)電阻的測(cè)量值Rx=$\frac{({I}_{2}′-{I}_{1}′){R}_{2}}{{I}_{1}′}-\frac{({I}_{2}-{I}_{1}){R}_{1}}{{I}_{1}}$.

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