【解析】PQ间的距离为2l0,而弹簧的原长为l0,故弹簧的弹力为A、当
时,可得物块随圆盘转动需要的向心力为
.
,根据合力与分力构,故A正确。B、当,因力的三角形可知静摩
成的矢量三角形可知,此时静摩擦力具有最小值为
时,可得物块随圆盘转动需要的向心力为
擦力不等于弹簧的弹力,故B错误。C、D、当为
均错误。故选A。
时,可得物块随圆盘转动需要的向心力
,也为物体所受的合力,此时物体和圆盘还未相对滑动,故C、D
【点睛】本题关键是物体的受力情况和运动情况,找到向心力来源,根据牛顿第二定律列式求解,注意临界情况的分析。
9. 2018年1月31日“超级月亮”现身重庆夜空,某时刻月亮看起来比平常大10%、亮度提高了30%;这是因为月球沿椭圆轨道绕地球运动到近地点的缘故。则下列说法中正确的是( ) A. 此时月球的速度最大 B. 此时月球的加速度最大
C. 月球由远地点向近地点运动的过程,地球对月球的万有引力做负功 D. 月球由远地点向近地点运动的过程,月球的机械能减小 【答案】AB
【解析】根据开普勒定律,月球和地球的连线在相等的时间内扫过相等的面积,故在近地点速度最大,故A错误;在近地点轨道半径小,根据牛顿第二定律:ma=
,此时月球的加速
度大,故B正确;既然从远地点向近地点运动过程是加速运动,说明万有引力做正功,故C错误;由于只有万有引力做功,故月球的机械能不变,故D错误;故选B。
10. 如图所示,某条电场线上有a、b、c三点,其中ac=cb=10cm,已知a、b两点的电势分别为φa=-6V,φb=4V, 若将一点电荷从b点由静止释放,仅在电场力作用下沿着电场线向a点做加速度逐渐减小的加速直线运动,则下列判断正确的是( )
A. 该点电荷带正电
B. 电场在c点处的电势为φc=-1V C. 该电场的场强E=100N/C
D. 该点电荷从b点运动到c点电场力做的功比从c点运动到a点电场力做的功多 【答案】AD
【解析】A、沿着电场线方向电势降低,则电场强度方向从b到a,将一点电荷从b点由静止释放,仅在电场力作用下沿着电场线向a点加速运动,则电场力方向由b到a,所以该电荷为正电荷,故A正确;B、C、点电荷从b到a的过程中,加速度逐渐减小,则电场力逐渐减小,电场强度逐渐减小,则c点处的电势小于-1V,电场是非匀强电场,故无法求出场强,故B、C均错误;D、由
可知Ubc>Uca,则由
可知电荷从b点运动到a点电场力做的功比从c点运动到a点电场力做的功多,故D正确。故选AD。
【点睛】知道电场线的物理意义:电场线的疏密表示电场的强弱,电场线的方向表示电势的高低,明确电场力做功与电势能的关系。
11. 如图甲所示,水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下,由静止开始运动,运动过程中F功率恒为P.物体运动速度的倒数1/v与加速度a的关系如图乙所示(v0、a0为已知量).则下列说法正确的是()
A. 该运动过程中的拉力F为恒力 B. 物体加速运动的时间为v0/a0 C. 物体所受阻力大小为P/v0 D. 物体的质量为P/v0a0 【答案】CD
【解析】A、由题意可知:P=Fv,根据牛顿第二定律得:F-f=ma,即得:
,匀速时有:
错误。故选CD。
【点睛】本题与汽车起动类似,要抓住功率公式P=Fv分析拉力的变化,利用牛顿第二定律表示出与a的关系式是解决本题的关键。
12. 某静电除尘设备集尘板的内壁带正电,设备中心位置有一个带负电的放电极,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹,A、B是轨迹上的两点,C点与B点关于放电极对称。下列说法正确的是()
,
;图象的斜率
,解得
,联立解得:
,故C、D正确,A、B
A. A点电势低于B点电势 B. A点电场强度小于C点电场强度
C. 烟尘颗粒在A点的动能小于于在B点的动能 D. 烟尘颗粒在A点的电势能小于在B点的电势能 【答案】AC
【解析】由沿电场线方向电势降低可知,A点电势低于B点电势,A正确;由图可知,A点电场线比C点密集,因此A点的场强大于C点场强,B错误;烟尘颗粒带负电,从A到B的过程中,电场力做正功,动能增加,烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能,电势能减小,烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能,C正确D错误.
13. 一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,受重力、电场力和空气阻力三个力作用。若该过程中小球的重力势能增加3J,机械能增加1.5J,电场力对小球做功2J,则下列判断正确的是( )
A. 小球的重力做功为3J B. 小球克服空气阻力做功0.5J C. 小球的电势能增加2J D. 小球的动能减少1.5J 【答案】BD
【解析】A、小球的重力势能增加3J,则球克服重力做功3J.故A错误。B、小球共受到重力、电场力、空气阻力三个力作用。小球的机械能增加1.5J,则除重力以外的力做功为1.5J,电场力对小球做功2J,则知,空气阻力做功为-0.5J,即小球克服空气阻力做功0.5J.故B正确。C、电场力对小球做功2J,则小球的电势能减小2J.故C错误。D、小球的重力势能增加3J,机械能增加1.5J,说明动能减小1.5J.故D正确。故选BD。
【点睛】本题关键要掌握功与能的关系,要注意几对功与能的对应关系,不能混淆. 14. 如图在(0,y0)和(0,-y0)两位置分别固定一个电荷量为+Q的点电荷。另一个带电量为+q的点电荷从(-x0,0)位置以初速度v0沿x轴正方向运动。点电荷+q从(-x0,0)到(x0,0)的过程中只受电场力作用,下列描述其加速度a或速度v与位置x的关系可能正确的是()
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】等量同种正电荷连线中点的场强为零,从中点沿连线中垂线往外场强先增大后减小(不是均匀变化),且方向从中点沿中垂线往外。则粒子运动后从(-x0,0)到原点的过程中电场力(加速度)可能一直减小到0(不均匀变化),也可能先增大后减小到0;从原点到(x0,0)的过程中电场力(加速度)可能一直增大(不均匀变化),也可能先增大后减小。且力(加速度)的方向与上一段力(加速度)的方向相反,均是从中点沿中垂线向外。 A:A图中加速度随位置均匀变化,故A项不可能。 B:B图中加速度方向不变,故B项不可能。
C:速度时间图象的切线斜率表示加速度,C图中加速度不变,故C项不可能。 D:D图中加速度先减小到0再反向增大,故D项可能。 本题选不可能的,答案是ABC。
15. 在冰壶比赛中,红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞,碰撞时间极短,如图甲。碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面,来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v-t图线如图乙中实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行,已知两冰壶质量相等,由图象可得
A. 碰撞后,蓝壶经过5s停止运动 B. 碰撞后,蓝壶的瞬时速度为0.8m/s C. 红蓝两壶碰撞过程是弹性碰撞
D. 红、蓝两壶碰后至停止运动过程中,所受摩擦力的冲量之比为1:2 【答案】AB
【解析】设碰后蓝壶的速度为v,碰前红壶的速度量守恒定律可得
,解得
,碰后速度为
,根据动
,A正确;从图中可知蓝壶与红壶沿虚线运动
方式时同时停止运动,并且红壶碰撞前后的图线平行,若以红壶虚线所示运动,则加速度为
,运动时间为,碰撞后系统的动能为
不是弹性碰撞,C错误;碰后蓝壶的加速度为为摩擦力之比为
,摩擦力冲量
,B正确;碰撞前系统的动能为
,两者不等,所以,碰后红、蓝两壶所受
,D错误.
【点睛】从v-t图像中可以看出,实线和虚线有个交点,即若红壶碰撞后仍以原来的运动减速下去的运动时间和蓝壶碰撞后运动的时间相等,这一隐含条件是解题关系.
16. 如图所示,一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处,B为轨道最高点,C、D为圆的水平直径两端点。轻质弹簧的一端固定在圆心O点,另一端与小球栓接,已知弹簧的劲度系数为k=mg/R,原长为L=2R,弹簧始终处于弹性限度内,若给小球一水平初速度v0,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 无论v0多大,小球均不会离开圆轨道