7.如圖所示,空間內(nèi)有一場(chǎng)強(qiáng)為E=$\frac{3mg}{2q}$、豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng).一根絕緣輕質(zhì)硬桿的兩端分別固定著A、B兩只質(zhì)量均為m帶電量均為+q的小球,O點(diǎn)是一光滑水平軸,已知AO=L,BO=2L,重力加速度為g.細(xì)桿從水平位置由靜止釋放,使其自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)B球轉(zhuǎn)到O點(diǎn)正下方的過程中,正確的是( 。
A.B球電勢(shì)能減少了2mgL
B.A、B球與桿組成的系統(tǒng)電勢(shì)能減少了$\frac{3}{2}$mgL
C.轉(zhuǎn)動(dòng)過程中桿對(duì)A的彈力不做功
D.轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)B球的速度為$\sqrt{\frac{gL}{2}}$

分析 AB同軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相等,${v}_{B}^{\;}=2{v}_{A}^{\;}$,B轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)過程,應(yīng)用動(dòng)能定理可以求出A的最大速度.對(duì)A應(yīng)用牛頓第二定律求出桿的彈力做功

解答 解:A、B球受到的電場(chǎng)力$F=qE=\frac{3}{2}mg$,當(dāng)B球轉(zhuǎn)到O點(diǎn)正下方的過程中,電場(chǎng)力做功$W=F•2L=\frac{3}{2}mg•2L=3mgL$,電勢(shì)能減少3mgL,故A錯(cuò)誤;
B、A球電場(chǎng)力做負(fù)功$W=-FL=-\frac{3}{2}mgL$,A球電勢(shì)能增加$\frac{3}{2}mgL$,對(duì)A、B球與桿組成的系統(tǒng)電勢(shì)能電勢(shì)能減少$3mgL-\frac{3}{2}mgL=\frac{3}{2}mgL$,故B正確;
CD、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,角速度相等,根據(jù)v=ωr,${v}_{B}^{\;}=2{v}_{A}^{\;}=2v$,對(duì)A、B球與桿組成的系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)能定理:
$2mgL-mgL+3mgL-\frac{3}{2}mgL$=$\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}+\frac{1}{2}m(2v)_{\;}^{2}$
解得:$v=\sqrt{gL}$
轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)B球速度${v}_{B}^{\;}=2v=2\sqrt{gL}$,
對(duì)A球動(dòng)能定理:$W-mgL-\frac{3}{2}mgL=\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}$
解得:W=3mgL,即轉(zhuǎn)動(dòng)過程中桿對(duì)A的彈力做功3mgL,故CD錯(cuò)誤;
故選:B

點(diǎn)評(píng) 本題是一道力電綜合題,分析清楚球的運(yùn)動(dòng)過程是解題的關(guān)鍵,應(yīng)用動(dòng)能定理與牛頓定律可以解題.注意共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)物體,角速度相等,知道電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能的減少量.

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:計(jì)算題

17.如圖,ab和cd為質(zhì)量m=0.1kg、長(zhǎng)度L=0.5m、電阻R=0.3Ω的兩相同金屬棒,ab放在半徑分別為r1=0.5m和r2=1m的水平同心圓環(huán)導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中;cd跨放在間距也為L(zhǎng)=0.5m、傾角為θ=30°的光滑平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B=0.2T方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.四條導(dǎo)軌由導(dǎo)線連接并與兩導(dǎo)體棒組成閉合電路,除導(dǎo)體棒電阻外其余電阻均不計(jì).a(chǎn)b在外力作用下沿圓環(huán)導(dǎo)軌勻速轉(zhuǎn)動(dòng),使cd在傾斜導(dǎo)軌上保持靜止.a(chǎn)b與兩圓環(huán)導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,重力加速度為g=10m/s2.求:
(1)從上向下看ab應(yīng)沿順時(shí)針還是逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)?
(2)ab轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大;
(3)作用在ab上的外力的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

18.用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球,小球質(zhì)量為m,所帶電荷 量為q,現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),平衡時(shí)絕緣繩與鉛垂線成30°夾角,求:
①判定電荷的電性;
②這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子,從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入,當(dāng)入射速度為v時(shí),恰好穿過電場(chǎng)而不碰金屬板.要使粒子的入射速度變?yōu)?\frac{v}{2}$,仍從左側(cè)中點(diǎn)水平射入且恰好穿過電場(chǎng),則正確的是( 。
A.僅將粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{4}$B.僅將兩板間電壓減為原來的$\frac{1}{2}$
C.僅將兩板間距離增為原來的9倍D.僅將兩板長(zhǎng)度減為原來的$\frac{1}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)中,直線MN垂直于電場(chǎng)線,A、B在同一條電場(chǎng)線上,C在MN上,則( 。
A.C點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)高
B.C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零
C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
D.電子沿A向B的方向移動(dòng),電勢(shì)能增加

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,電子由靜止開始從A板向B板運(yùn)動(dòng),到達(dá)B板的速度為v,保持兩板間的電壓不變,則(  ) 
A.當(dāng)增大兩板間的距離時(shí),速度v增大
B.當(dāng)減小兩板間的距離時(shí),速度v減小
C.當(dāng)減小兩板間的距離時(shí),速度v不變
D.當(dāng)減小兩板間的距離時(shí),電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間增大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.下列有關(guān)重力的說法正確的是( 。
A.地球上的物體只有運(yùn)動(dòng)時(shí)才受到重力
B.質(zhì)量分布均勻形狀規(guī)則物體的重心在其幾何中心處
C.物體的重心位置一定在物體上
D.物體所受重力大小與其質(zhì)量有關(guān)

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

16.三個(gè)相同的小球A、B、C彼此用輕質(zhì)彈簧Ⅰ和Ⅱ連接,球A上端用線系住掛起來,如圖所示.
(1)在剪斷懸線的瞬間,三個(gè)小球的加速度分別是:aA=3g;aB=0;aC=0.
(2)如果剪斷的不是細(xì)線,而是在球B下端把彈簧Ⅱ剪斷,則剪斷的瞬間三個(gè)小球的加速度分別是:aA′=0;aB′=0;aC′=g.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.下列各種力:(1)重力  (2)拉力  (3)支持力  (4)彈力  (5)浮力  (6)摩擦力  (7)動(dòng)力  (8)推力,屬于按力的性質(zhì)命名的是1,4,6,屬于按作用效果命名的是2,3,5,7,8,.(均填寫序號(hào))

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同步練習(xí)冊(cè)答案