20.如圖所示,離地H高處有一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體處于電場強度隨時間變化規(guī)律為E=E0-kt(E0、k均為大于零的常數(shù),電場水平向左為正方向)的電場中,物體與豎直絕緣墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ,已知μqE0>mg.t=0時,物體從墻上靜止釋放,若物體所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,當物體下滑$\frac{H}{2}$后脫離墻面,此時速度大小為$\frac{\sqrt{gH}}{2}$,最終落在地面上.則下列關于物體的運動說法正確的是( 。
A.物體克服摩擦力所做的功W=$\frac{3}{8}$mgH
B.物體與墻壁脫離的時刻為t=$\frac{{E}_{0}}{k}$
C.當物體沿墻壁下滑時,物體先加速再做勻速直線運動
D.物體從脫離墻壁到落地之前的運動軌跡是一段直線

分析 根據(jù)動能定理,抓住電場力在沿墻面下滑的過程中不做功,求出物體克服摩擦力做功的大小,抓住電場強度的變化規(guī)律,結(jié)合電場力為零時,物體脫離墻面求出運動的時間.根據(jù)牛頓第二定律通過加速度的變化判斷物體的運動規(guī)律,根據(jù)合力與速度的方向確定物體的運動軌跡

解答 解:A、物體從開始運動到脫離墻面電場力一直不做功,由動能定理得,$mg•\frac{H}{2}-{W}_{f}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$,v=$\sqrt{\frac{gH}{2}}$,${W}_{f}=\frac{3}{8}mgH$.故A正確.
B、當物體與墻面脫離時電場強度為零,所以E=E0-kt=0,解得時間t=$\frac{{E}_{0}}{k}$.故B正確.
C、豎直方向上有mg-μqE=ma,隨著電場強度E的減小,加速度a逐漸增大,當E=0時,加速度增大到重力加速度g,此后物塊脫離墻面,故C錯誤.
D、物體脫離墻面時的速度向下,之后所受合外力與初速度不在同一條直線上,所以運動軌跡為曲線.故D錯誤.
故選:AB

點評 本題綜合考查了動能定理和牛頓第二定律的運用,知道物體做直線運動還是曲線運動的條件

練習冊系列答案
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(1)這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是15.7,應記作15.70cm.
(2)該同學用重錘在OB段的運動來驗證機械能守恒,已知當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B點對應的物體的即時速度,則該段重錘重力勢能的減少量為1.22m,而動能的增加量為1.20m,(均保留3位有效數(shù)字,重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是在重錘下落過程中由于摩擦生熱,機械能有損失,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能..
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A.P1板的電勢比P2板的電勢高
B.P1板的電勢比P2板的電勢低
C.在0~$\frac{T}{4}$內(nèi),ab、cd導線互相吸引,且吸引力逐漸減小
D.在0~$\frac{T}{4}$內(nèi),ab、cd導線互相排斥,且排斥力逐漸增大

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A.15N、30N、80NB.15N、30N、60NC.0、0、60ND.15N、60N、60N

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