專題 做功和能量的轉(zhuǎn)化[參照分析]

1、專題 做功和能量的轉(zhuǎn)化知識(shí)點(diǎn)回顧力和運(yùn)動(dòng)的相互關(guān)系是貫穿高中的一條主線，它要求用物體受力與運(yùn)動(dòng)方式總是相互聯(lián)系的觀點(diǎn)處理物理問題。能量則是貫穿高中的另一條主線，因?yàn)橥高^物體形形色色的運(yùn)動(dòng)方式，每一種運(yùn)動(dòng)形式的本質(zhì)都是其對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化，而在轉(zhuǎn)化過程中一定符合能量守恒。因此從能量的觀點(diǎn)，利用功能關(guān)系或能量轉(zhuǎn)化與守恒的方法處理問題問題，也能使物理問題變得方便、簡(jiǎn)潔。知識(shí)點(diǎn)講解題型一：處理變加速運(yùn)動(dòng)高中物理常見的功與能量的轉(zhuǎn)化公式物理意義W合=Ek合外力做的功等于物體動(dòng)能該變量W除G=E機(jī)除重力以外的外力做功等于物體機(jī)械能的該變量Wf=E內(nèi)滑動(dòng)摩擦力在相對(duì)位移中做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的該變量WG=EP重力

2、對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能改版的負(fù)值W電=E電電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功等于電荷電勢(shì)能改變的負(fù)值W電流=E焦純電阻電路中電流做的功等于電路產(chǎn)生的焦耳熱W安=E焦感應(yīng)電流所受到的安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱由于利用功能關(guān)系處理問題時(shí)，不一定要考慮物體運(yùn)動(dòng)的具體細(xì)節(jié)，只要搞清物體運(yùn)動(dòng)過程中參與做功的力、各力做功的位移及做功的正負(fù)，另外搞清有多少類型的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，因此，利用能量關(guān)系在處理諸如變加速運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)等物理問題時(shí)，優(yōu)勢(shì)更顯突出。【例1】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一個(gè)半徑為R且光滑的四分之一圓弧軌道AB，軌道下端B與水平面BCD相切，BC部分光滑且長(zhǎng)度大于R，C點(diǎn)右邊粗糙程度均勻且足夠長(zhǎng)

3、。現(xiàn)用手捏住一根長(zhǎng)也為R、質(zhì)量為m的柔軟勻質(zhì)細(xì)繩的上端，使繩子的下端與A點(diǎn)等高，然后由靜止釋放繩子，讓繩子沿軌道下滑。重力加速度為g。求：（1）繩子前端到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）若繩子與粗糙平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（R，故要對(duì)上述可能的兩種情況進(jìn)行分類討論。設(shè)繩子停下時(shí)，sR繩子前端滑過C點(diǎn)后，其受到的摩擦力均勻增大，其平均值為，由動(dòng)能定理得，把代入上式解得：。因?yàn)镽設(shè)繩子停下時(shí)，sR所以繩子前端滑過C點(diǎn)后，其摩擦力先均勻增大，其平均值為，前端滑行R后摩擦力不變，其值為mg，由動(dòng)能定理得：，把代入上式解得：點(diǎn)評(píng)：變加速運(yùn)動(dòng)利用動(dòng)能定理求解課堂練習(xí)1、質(zhì)量為m=2.0kg的物體從原點(diǎn)出發(fā)沿x軸運(yùn)動(dòng)

4、，當(dāng)x0時(shí)物體的速度為4.0m/s。作用在物體上的合力F隨位移的變化情況如圖所示。則在第1個(gè)1m的位移內(nèi)合力對(duì)物體做的功W_J；在x0至x5.0m位移內(nèi)，物體具有的最大動(dòng)能是_J。x /mFx/N1234544O【難度】【答案】2；182、如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）。物塊的質(zhì)量為m，ABa，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。重力加速度為g。則上述過程中（）（多選）A物塊在A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于WmgaB物塊在B

5、點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于WmgaC經(jīng)O點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能小于WmgaD物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能【難度】【答案】BC3、如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，電荷量分別為Q和Q，A、B相距為2d。MN是豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿，另有一個(gè)穿過細(xì)桿的帶電小球p，質(zhì)量為m、電荷量為+q（可視為點(diǎn)電荷，不影響電場(chǎng)的分布）?，F(xiàn)將小球p從與點(diǎn)電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運(yùn)動(dòng)到距C點(diǎn)距離為d的O點(diǎn)時(shí)，速度為v。已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g。求：（1）C、O間的電勢(shì)差UCO；（2）O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；

6、（3）小球p經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的加速度；（4）小球p經(jīng)過與點(diǎn)電荷B等高的D點(diǎn)時(shí)的速度?！倦y度】【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1）小球p由C運(yùn)動(dòng)到O時(shí)，由動(dòng)能定理得：（2）小球p經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)受力如圖：由庫(kù)侖定律得：它們的合力為：O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度（3）由牛頓第二定律得：解得：（4）小球p由O運(yùn)動(dòng)到D的過程，由動(dòng)能定理得：由電場(chǎng)特點(diǎn)可知：聯(lián)立解得：題型二：多種能量參與轉(zhuǎn)化【例1】游樂場(chǎng)中有一種叫“空中飛椅”的設(shè)施，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋，若將人和座椅看成質(zhì)點(diǎn)，簡(jiǎn)化為如圖7所示的模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO

7、轉(zhuǎn)動(dòng)，已知繩長(zhǎng)為l，質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d。讓轉(zhuǎn)盤由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角為，不計(jì)空氣阻力及繩重，繩子不可伸長(zhǎng)，則質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，繩子對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功為（）ABCD【難度】【答案】A【例2】如下圖所示，在傾角為的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向一個(gè)垂直斜面向上，另一個(gè)垂直斜面向下，寬度為L(zhǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形金屬框以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若ab邊到達(dá)gg與ff中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且設(shè)金屬框電阻為R。則：（1）當(dāng)ab邊剛越過f

8、f時(shí)，線框的加速度值為多大?（2）求金屬框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊到達(dá)gg與ff中點(diǎn)的過程中產(chǎn)生的熱量是多少？【難度】【答案】（1）（2）【解析】（1）當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，分析線框的受力情況，線框受到G、N、FA的作用，根據(jù)題意，線框以速度v剛進(jìn)入上邊磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，線框受力平衡，即，；當(dāng)線框剛越過ff時(shí)的速度跟線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小相等，但因線框處在兩個(gè)磁場(chǎng)中，線框有兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)線框兩條邊受安培力，根據(jù)牛頓第二定律得：，代入，得（2）當(dāng)線框ab邊到達(dá)gg與ff中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)線框的速度為v，此時(shí)線框的ab邊和cd邊均受到安培力的作用，且回路中的電

9、動(dòng)勢(shì)為，根據(jù)平衡條件可得：；該過程中產(chǎn)生的熱量，根據(jù)動(dòng)能定律可得：，所以產(chǎn)生的熱量課堂練習(xí)1、如圖所示，絕緣彈簧的下端固定在斜面底端，彈簧與斜面平行，帶電小球Q（可視為質(zhì)點(diǎn)）固定在光滑絕緣斜面上的M點(diǎn)，且在通過彈簧中心的直線ab上?，F(xiàn)把與Q大小相同，電性相同的小球P，從直線ab上的N點(diǎn)由靜止釋放，在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中，以下說法正確的是（）（多選）A小球P、小球Q、彈簧、還有地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒B小球P和彈簧的機(jī)械能守恒，且P速度最大時(shí)所受彈力與庫(kù)侖力的合力最大C小球P的動(dòng)能、與地球間重力勢(shì)能、與小球Q間電勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的總和不變D小球P的速度先增大后減小【答案】AC

10、D2、如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。線框向上離開磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)人磁場(chǎng)。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。求：baB（1）線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度v2；（2）線框在上升階段剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度v1；（3）線框在上升階段通過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由于線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，則合力為零。有解得：（2）設(shè)線框離開磁場(chǎng)能上升的最大高度為h，則從剛離開磁場(chǎng)到剛落

11、回磁場(chǎng)的過程中解得：（3）在線框向上剛進(jìn)入磁場(chǎng)到剛離開磁場(chǎng)的過程中，根據(jù)能量守恒定律可得解得：3、如圖所示，豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)的光滑的兩條豎直平行金屬導(dǎo)軌，上端接有一個(gè)定值電阻R0，兩導(dǎo)軌間的距離L=2m，在虛線的區(qū)域內(nèi)有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，虛線間的高度h=1m。完全相同的金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直放置，質(zhì)量均為m0.1kg，兩棒間用l=2m長(zhǎng)的絕緣輕桿連接。棒與導(dǎo)軌間接觸良好，兩棒電阻皆為r=0.3，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，已知R0=2r?，F(xiàn)用一豎直方向的外力從圖示位置作用在ab棒上，使兩棒以v=5m/s的速度向下勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域（不計(jì)空氣和摩擦阻力，重力加速度g取10

12、m/s2）。求：（1）從cd棒進(jìn)磁場(chǎng)到ab棒離開磁場(chǎng)的過程中通過ab棒的電流大小和方向；（2）從cd棒剛進(jìn)磁場(chǎng)到ab棒剛離開磁場(chǎng)的過程中拉力做的功；（3）若cd棒以上述速度剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，將外力撤去，經(jīng)一段時(shí)間cd棒勻速出磁場(chǎng)，求在此過程中電阻R0上產(chǎn)生的熱量?！倦y度】【答案】（1）4A（2）-2.8J（3）0.08J【解析】（1）cd在磁場(chǎng)中時(shí)，ab棒的電流方向?yàn)閎到aE=BLv=0.225=2V當(dāng)ab在磁場(chǎng)中時(shí)，ab棒的電流方向?yàn)閍到b，（2）當(dāng)cd、ab分別在磁場(chǎng)中時(shí)，回路產(chǎn)生的熱量，即克服安培力做的功。根據(jù)動(dòng)能定理得：，（3）當(dāng)撤去外力后cd棒勻速出磁場(chǎng)，此時(shí)對(duì)兩棒，根據(jù)平衡條件2mg=

13、Fcd安，解得由動(dòng)能定理，得： 所以R0上產(chǎn)生的熱量為題型三：連續(xù)往返運(yùn)動(dòng)【例1】如圖，絕緣的水平面上，相隔2L的AB兩點(diǎn)固定有兩個(gè)電量均為Q的正點(diǎn)電荷，a，O，b是AB連線上的三點(diǎn)，且O為中點(diǎn)，。一質(zhì)量為m、電量為+q的點(diǎn)電荷以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿AB連線向B運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中電荷受到大小恒定的阻力作用，當(dāng)它第一次運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)速度為2v0，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度剛好為零，然后返回，最后恰停在O點(diǎn)已知靜電力恒量為k。求：ABaOb（1）a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大?。?）阻力的大?。?）aO兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（4）電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總路程【難度】【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】（1）由庫(kù)侖定律得即（2）從

14、a到b點(diǎn)過程中，根據(jù)對(duì)稱性，Ua=Ub，根據(jù)動(dòng)能定理得解得（3）從a到O點(diǎn)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理解得（4）最后停在O點(diǎn)，對(duì)整個(gè)過程使用動(dòng)能定理解得點(diǎn)評(píng)：連續(xù)往返做功的運(yùn)動(dòng)處理利用能的轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律處理，重力、電場(chǎng)力做功取決于位移，摩擦力做功取決于路程。課堂練習(xí)1、如圖所示，在豎直平面有一個(gè)形狀為拋物線的光滑軌道，其下半部分處在一個(gè)垂直紙面向里的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是y=a的直線（圖中虛線所示）。一個(gè)小金屬環(huán)從軌道上y=b（ba）處以速度v沿軌道下滑，則首次到達(dá)y=a進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，小金屬環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)開（順時(shí)針、逆時(shí)針）；小金屬環(huán)在曲面上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中損失的機(jī)械能總量E=_。（假設(shè)軌

15、道足夠長(zhǎng)，且空氣阻力不計(jì)）【難度】abyxBv【答案】逆時(shí)針；【變式訓(xùn)練】如果是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，整個(gè)過程中損失的機(jī)械能總量E=_【答案】2、如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置圖，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，其中水平直軌AB與傾斜直軌CD兩者的長(zhǎng)L均為6m，圓弧形軌道AQC和BPD均光滑，AQC的半徑r=1m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2D、O1C與豎直方向的夾角均為37?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg的小球穿在滑軌上，以30J的初動(dòng)能Ek0從B點(diǎn)開始水平向右運(yùn)動(dòng)，小球與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因素均為，設(shè)小球經(jīng)過軌道連接處無能量損失。（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8

16、）求：v0（1）小球第一次回到B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?）小球第二次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。（3）小球在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程?！倦y度】【答案】（1）3.4m/s（2）EKC=16J（3）51m3、如圖，箱子A連同固定在箱子底部的豎直桿的總質(zhì)量為M=10kg。箱子內(nèi)部高度H=3.75m，桿長(zhǎng)h=2.5m，另有一質(zhì)量為m=2kg的小鐵環(huán)B套在桿上，從桿的底部以v0=10m/s的初速度開始向上運(yùn)動(dòng)，鐵環(huán)B剛好能到達(dá)箱頂，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。求：（1）在鐵環(huán)沿著桿向上滑的過程中，所受到的摩擦力大小為多少？（2）在給定的坐標(biāo)中，畫出鐵環(huán)從箱底開始上升到第一次返回到箱底的過程中箱子對(duì)地面的壓力隨時(shí)間變化的

17、圖象（寫出簡(jiǎn)要推算步驟）（3）若鐵環(huán)與箱底每次碰撞都沒有能量損失，求小環(huán)從開始運(yùn)動(dòng)到最終停止在箱底，所走過的總路程是多少？090100110800.51.01.52.0F/Nt/sBAv0【難度】【答案】（1）10N（2）見解析（3）12.5m（2）第一次到達(dá)桿頂用時(shí)t1，速度為v1，第一次離開桿頂?shù)椒祷貤U頂用時(shí)t2，第一次滑到桿底速度為v2，在桿上滑下用時(shí)t3090100110800.51.01.52.0F/Nt/s由動(dòng)能定理：，作圖：N1=Mg-f=90N ：N2=Mg =100N：N3=Mg+f=110N回家作業(yè)1、A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等，A物體豎直上拋，B物體沿光滑斜面上滑，C物體

18、以與水平成角做斜上拋運(yùn)動(dòng)。若三個(gè)物體初速度大小相等，且開始都處于同一水平面上，斜面足夠長(zhǎng)，則（）A物體A上升得最高B物體A、B上升得一樣高，物體C上升得最低C物體B、C上升得一樣高D三個(gè)物體上升得一樣高【難度】【答案】B2、質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細(xì)繩A、B平放于水平地面，繩A較長(zhǎng)。分別捏住兩繩中點(diǎn)緩慢提起，直到全部離開地面，兩繩中點(diǎn)被提升的高度分別為hA、hB，上述過程中克服重力做功分別為WA、WB。若（）AhA=hB，則一定有WA=WBBhAhB，則可能有WAWBChAhB，則一定有WAWB【難度】【答案】B3、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平長(zhǎng)直桿上，環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)給環(huán)

19、一個(gè)向右的初速度v0，同時(shí)對(duì)環(huán)施加一個(gè)豎直向上的作用力F，并使F的大小隨v的大小變化，兩者關(guān)系F=kv，其中k為常數(shù)，則環(huán)在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦所做的功大小可能為（）（多選）AB0CD【難度】【答案】ABD4、如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，A右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析正確的是（）（多選）AB物體的機(jī)械能一直減少BB物體動(dòng)能的增量等于它所受重力與拉力做功之和CB物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量D細(xì)線的拉力對(duì)A做

20、的功等于A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量【答案】ABD5、如圖所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為斜角上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì)。斜面處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m，電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，如圖所示。在這過程中（）（多選）A作用于金屬捧上的各個(gè)力的合力所作的功等于零B作用于金屬捧上的各個(gè)力的合力所作的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和FRBabC金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱D恒力F與重力的合力所作的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱【答案】ACD6、如圖所示，一輕繩吊

21、著粗細(xì)均勻的棒，棒下端離地面高H，上端套著一個(gè)細(xì)環(huán)。棒和環(huán)的質(zhì)量均為m，相互間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，大小為kmg（k1）。斷開輕繩，棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長(zhǎng)，與地面發(fā)生碰撞時(shí)，觸地時(shí)間極短，無動(dòng)能損失。棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終保持豎直，空氣阻力不計(jì)。則（）（多選）棒H環(huán)A棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中，棒和環(huán)都做勻減速運(yùn)動(dòng)B從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止的過程中，環(huán)相對(duì)于地面始終向下運(yùn)動(dòng) C從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止的過程中，環(huán)相對(duì)于棒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但總位移向下D從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止，摩擦力做的總功為【難度】【答案】ABDmAB7、如圖所示，傾角=30的斜面固定在地面上，長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、

22、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩AB置于斜面上，與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)，其A端與斜面頂端平齊。用細(xì)線將質(zhì)量也為m的物塊與軟繩連接，給物塊向下的初速度，使軟繩B端到達(dá)斜面頂端（此時(shí)物塊未到達(dá)地面），在此過程中（）（多選）A物塊的速度始終減小B軟繩上滑時(shí)速度最小C軟繩重力勢(shì)能共減少了D軟繩減少的重力勢(shì)能一定小于其增加的動(dòng)能與克服摩擦力所做的功之和【難度】【答案】BCD8、如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩個(gè)水平固定的等量同種正點(diǎn)電荷，AOB在兩電荷連線的中垂線上，O為兩電荷連線中點(diǎn)，AOOBL，一質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷若由靜止從A點(diǎn)釋放則向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)?，F(xiàn)若以某一初速度向上通過A點(diǎn)，則向上最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)

23、，重力加速度為g。該負(fù)電荷A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中電勢(shì)能的變化情況是 ；經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度大小為 ?！倦y度】AOB【答案】先減小后增大；9、如圖所示，在水平面內(nèi)有兩條光滑平行金屬軌道MN、PQ，軌道上靜止放著兩根質(zhì)量均為m可自由運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒ab和cd。在回路的正上方有一個(gè)質(zhì)量為M的條形磁鐵，磁鐵的重心距軌道平面高為h。由靜止釋放磁鐵，當(dāng)磁鐵的重心經(jīng)過軌道平面時(shí)，磁鐵的速度為v，導(dǎo)體棒ab的動(dòng)能為EK，此過程中，磁場(chǎng)力對(duì)磁鐵所做的功_；導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的總熱量是_?！倦y度】【答案】；dABMNd10、帶有等量異種電荷的兩塊水平金屬板M、N正對(duì)放置，相距為d（d遠(yuǎn)小于兩板的長(zhǎng)和寬），一個(gè)帶正電的油滴A恰好能

24、懸浮在兩板正中央，如圖所示。A的質(zhì)量為m，所帶電荷量為q。在A正上方距離M板d處，有另一質(zhì)量也為m的帶電油滴B由靜止釋放，可穿過M板上的小孔進(jìn)入兩板間，若能與油滴A相碰，會(huì)結(jié)合成一個(gè)油滴，結(jié)合后的瞬間該油滴的速度為碰前油滴B速度的一半，方向豎直向下。整個(gè)裝置放在真空環(huán)境中，不計(jì)油滴B和A間的庫(kù)侖力以及金屬板的厚度，為使油滴B能與油滴A相碰且結(jié)合后不會(huì)與金屬板N接觸，重力加速度取g，求：（1）金屬板M、N間的電壓U的大??；（2）油滴B帶何種電荷？請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由；（3）油滴B所帶電荷量的范圍?！倦y度】【答案】（1）（2）帶正電荷（3）【解析】（1）根據(jù)油滴平衡得到，解得：（2）因?yàn)橛偷蜝與A結(jié)合時(shí)

25、重力增大，所以電場(chǎng)力也必須增大才能使新油滴接下來做減速運(yùn)動(dòng)，而碰不到金屬板N，由此可知：油滴B的電性與A相同，帶正電荷。（3）設(shè)油滴B與A相碰前的瞬時(shí)速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理有將qU=mgd代入式中可得：因?yàn)関必須大于0，所以Q 3q當(dāng)油滴B與A結(jié)合后，根據(jù)動(dòng)能定理有將qU=mgd和代入式中可得：因?yàn)閔必須小于，所以所以電荷量的范圍：11、如圖所示，水平虛線L1、L2之間是勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向水平向里，磁場(chǎng)高度為h。豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線框，底邊水平，其上下邊長(zhǎng)之比為5:1，高為2h。現(xiàn)使線框AB邊在磁場(chǎng)邊界L1的上方h高處由靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為0，在DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前的一段時(shí)間內(nèi)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)。求：（1）DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的加速度（2）從線框開始下落到DC邊剛進(jìn)