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题号12345678910
答案BCADABDABCDBD
11.(6分)(1)BCD(2)过原点的倾斜直线重力加速度g
EDF
12.(10分)(1)DF(2)m1Lm1Lm2L(3)m1LEm1LDm2LF
13.(10分)(1)Ep=24J;(2)Q32J
【解析】(1)设A、B与弹簧分离瞬间的速度分别为vA、vB,取向右为正方向,由动量守恒定
律得
mAmBvmAvAmBvB
1
A向N运动的过程,运用动能定理得mgs0mv2
A2AA
111
细线断裂瞬间弹簧释放的弹性势能为Emv2mv2mmv2
p2AA2BB2AB
解得vA=3m/s;vB3m/s;Ep=24J
(2)滑块A在皮带上向右减速到0后向左加速到与传送带共速,之后随传送带向左离开,设
mg
相对滑动时间为t,滑块A加速度大小为aAg2.5m/s2
mA
由运动学公式得
v1vAat
vv
xA1t
A2
x带(v1)t
滑块与传送带间的相对滑动路程为s1xAx带
在相对滑动过程中产生的摩擦热QmAgs1
联立解得Q32J.
14.(14分)【答案】(1)5m/s;(2)9.2J;(3)0.6s
【详解】(1)小球2所受电场力FqE61051104N0.6N
小球1和小球2的重力和为G2mg20.0410N0.8N
如图所示
qE3
小球12所受重力与电场力的合力与竖直方向的夹角为tan所以37所以A点是
G4
小球12在重力场和电场中做圆周运动的等效最高点,由于小球12恰能沿圆弧到达A点,所以
qEv2
2mA
sin37R
解得vA5ms
(2)小球从C点到A点,由动能定理得
11
qERsin372mgRRcos372mv22mv2
2A2C
解得vC115ms小球12的碰撞由动量守恒定律得mv12mvC解得小球1碰撞前的速度
v12115ms
1
由机械能守恒可得弹簧的弹性势能Emv29.2J
p21
(3)如图小球12在A点竖直方向上做匀加速运动
vvsin373ms
竖直方向上的初速度为0A由竖直方向匀加速运动可得
12
RRcos37v0tgt
2解t0.6s
Ek03Ek0
15.(17分)答案(1)11(2),方向水平向左(3)E
qL3gLk0
解析(1)设小球质量为m,初速度为v0,从O到A,小球水平方向做匀速直线运动,
有:2Lv0tOA
从A运动到B点,小球水平方向做匀减速直线运动,依据题意小球在B点水平方向的速度
为0,
v0
由运动学公式得:Lt
2AB
式联立解得:tOAtAB
tOA1
即。
tAB1
(2)设小球在B点竖直方向上的速度为vBy,有
41
EmvB2y
3k02
1
又Emv02
k02
设小球在A点竖直方向的速度为vAy,由于小球在竖直方向做自由落体运动,故
vByg(tOAtAB)
vAygtOA
3
式联立解得:vv
Ay30
从A运动到B点,小球水平方向做匀减速直线运动,由牛顿第二定律和运动学公式得:
qE
v202L
m
Ek0
式联立解得:E,方向水平向左
qL
qE
又由运动学公式得vt
0mAB
3Ek0
联立解得:m。
3gL
3Ek0Ek0mg3
(3)由以上所得结果可知mg,Eq,tan30,故重力和电场力的合
3LLEq3
力F合与水平方向夹角为30,同理分析可知,vA与水平方向夹角为30,
在合力方向和垂直合力方向建立如图所示坐标系
将vA分解到x和y方向上,小球在x方向上做匀速直线运动,在y方向上做类似于
1
竖直上抛的运动,所以小球在电场中运动的最小动能为EmvAx2
kmin2
而vAxvAcos30v0
解得EkminEk0。