7.如圖所示,在光滑小滑輪C正下方相距h的A處固定一電荷量為Q的點電荷,重為G、電荷量為q的帶電小球B用絕緣細線拴著,且細線跨過定滑輪,在細線另一端用適當大小的力拉住,使小球B處于靜止狀態(tài),這時小球B與A點的距離為R,細線CB與AB垂直,靜電力常量為k,環(huán)境可視為真空.現(xiàn)緩慢拉動細線(始終保持小球平衡)直到小球B剛到滑輪的正下方過程中,拉力所做的功為W1,電場力所做的功為W2,則下列關(guān)系式正確的是( 。
A.qQkh=GR3B.qQk=GR2C.W1=qQkh(1-$\frac{R}{h}$)D.W2=qQkh(1+$\frac{R}{h}$)

分析 對小球在B點受力分析正交分解,可求重力大小.
緩慢移動過程可視為速度始終為0,原題雖說明末位置在滑輪下方,但并不明確,對小球受力分析后,應(yīng)用三角形相似可確定末位置.再對移動過程使用動能定理即可求出拉力的功.

解答 解:AB、對小球,在B點時,受力分析如圖

有:F=Gsinα=$\frac{kQq}{{R}^{2}}$
解得:GR3=hkQq,故A正確,B錯誤;
CD、對小球移動過程,由于△ABC∽△BED,如圖,

當小球移動時,由于F、G不變,則邊AB、AC長度不變,最終小球停在A點上方距離為R的H處如圖

則全過程庫侖力F不做功,全過程由動能定理得:
-GR(1-sinα)+W1=0
解得:W1=GR(1-$\frac{R}{h}$),
又GR3=hkQq,
故也可寫成W1=$\frac{hkQq}{{R}^{2}}$(1-$\frac{R}{h}$),故CD錯誤,
故選:A.

點評 本題考查動能定理、共點力作用下物體的平衡、物體的動態(tài)平衡等問題,用到矢量三角形與實物三角形相似的原理,不容易想到,難度較大.

練習冊系列答案
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18.許多科學家在物理學發(fā)展過程中做出了重要貢獻,下列說法正確的是(  )
A.牛頓總結(jié)出了萬有引力定律并測出了引力常量,被后人稱為稱出地球的第一人
B.伽利略總結(jié)出太陽系行星運動的三大規(guī)律
C.亞里士多德通過理想實驗提出力并不是維持物體運動的原因
D.胡克認為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比

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15.一名高空跳傘員從離地39km高度的太空縱身躍下,攜帶的傳感器記錄下的速度時間圖象如圖所示.跳傘員在跳下以后的第32秒,速度為300m/s,啟動小傘;第41秒達到最大速度326m/s,第261秒啟動大傘,第542秒腳觸地面,已知39km高空的重力加速度g值是9.68m/s2,忽略起跳速度、轉(zhuǎn)動和水平偏移,則對于跳傘員(包含隨身攜帶的所有裝備)的分析正確的是( 。
A.整個下落過程系統(tǒng)機械能減少
B.t=0到t=32s之間,處于完全失重狀態(tài)
C.t=32s啟動小傘之后,跳傘員受到的空氣阻力大于重力
D.t=41s時刻速度和加速度都最大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.在平直的飛機跑道上進行了一次特殊比賽,飛機與摩托車同時從同一起跑線出發(fā).圖示為飛機和摩托車運動的v-t圖象,則以下說法正確的是( 。
A.運動初始階段摩托車在前,t1時刻摩托車與飛機相距最遠
B.運動初始階段摩托車在前,t3時刻摩托車與飛機相距最遠
C.當飛機與摩托車再次相遇時,飛機已經(jīng)達到最大速度2v0
D.當飛機與摩托車再次相遇時,飛機沒有達到最大速度2v0

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖所示,一對帶電平行金屬板A、B水平放置,上下兩極板間的電勢差U=104V,兩板間距d=10-2m,B板中央開有小孔S;金屬板正下方有一半徑R=10-2m的圓形的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強度的大小B=1T,磁場區(qū)域的圓心O位于小孔正下方.SO連線交圓的邊界于P點.比荷$\frac{q}{m}$=5×107C/kg的帶正電粒子以速度v=5×105m/s從磁場外某處正對著圓心射向磁場區(qū)域,經(jīng)過磁場的偏轉(zhuǎn)作用,恰好沿著OP方向從小孔S進入電場.帶電粒子在SP間運動的時間忽略不計,帶電粒子的重力不計.求:
(1)帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度.
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19.a(chǎn)、b兩顆人造地球衛(wèi)星分別在如圖所示的兩個不同的圓軌道上運行,下列說法正確的是( 。 
A.a衛(wèi)星的運行速度比第一宇宙速度大
B.b衛(wèi)星的運行速度比a衛(wèi)星的小
C.b衛(wèi)星的周期比a衛(wèi)星的小
D.b衛(wèi)星的角速度比a衛(wèi)星的大

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16.關(guān)于重力加速度的說法中不正確的是( 。
A.重力加速度g是標量,只有大小沒有方向,通常計算中g(shù)取9.8 m/s2
B.在地面上不同的地方,g的大小不同,但它們相差不是很大
C.在地球上同一地點,一切物體在自由落體運動中落至同一高度時的加速度都相同
D.在地球上同一地點,離地面高度越大,重力加速度g越小

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(1)若要完成該實驗,必需的實驗器材還有哪些AC(填字母代號).
A.天平       B.彈簧測力計      C.刻度尺      D.秒表
(2)做好實驗準備工作后,他將打點計時器接在頻率為f的交流電源上,從實驗中打出的幾條紙帶中選出一條理想紙帶,如圖2所示,選取紙帶上打出的連續(xù)5個點A、B、C、D、E,測出A點距起始點O(即O點速度為0)的距離為S0,點AC間的距離為S1,點CE間的距離為S2,用天平測出鉤碼的質(zhì)量為m(m遠小于小車的質(zhì)量),當?shù)氐闹亓铀俣葹間,則:起點O到打下C點的過程中,拉力做的功可表示為W=mg(S0+S1),小車在C點的速度可表示為Vc=$\frac{f({s}_{1}+{s}_{2})}{4}$.
(3)他將鉤碼重力做的功當做細繩拉力做的功,并想借此實驗數(shù)據(jù)來驗證動能定理;測出小車及車內(nèi)物體的總質(zhì)量后,經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些,這一情況可能是下列哪些原因造成的CD(填字母代號).
A.在接通電源的同時釋放了小車
B.小車釋放時離打點計時器太近
C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉
D.鉤碼做勻加速運動,鉤碼重力大于細繩拉力.

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