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如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在绝缘墙上,另一端与置于绝缘水平面上质量为m,带电量为+q的物体接触,弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体

题文

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在绝缘墙上,另一端与置于绝缘水平面上质量为m,带电量为+q的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止.在撤去F的同时,在空间加上大小为E水平向右的匀强电场,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则( )A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动B.弹力和电场力所做的总功为4μmgx0C.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为KX0+qEm-μgD.物体开始向左运动到速度最大的过程中,克服摩擦力做的功为μmg(x0-μmgk-qEk)


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案

A、撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力、电场力和滑动摩擦力,电场力和滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,加速度先减小后增大,物体先做变加速运动,再做变减速运动,物体离开弹簧后做匀减速运动.故A错误.
B、设弹力和电场力所做的总功为W,则运用动能定理得:W-μmg•4x0=0,得W=4μmgx0.故B正确.
C、撤去F后,物体物体水平方向上受到向左弹簧的弹力、向右的电场力和滑动摩擦力,由牛顿第二定律得:物体的加速度为a=kx0-qE-μmgm.故C错误.
D、当弹簧的弹力与电场力、滑动摩擦力的合力大小相等、方向相反时,速度最大,此时弹簧的压缩量为x=qE+mgk,物体开始向左运动到速度最大的过程中,克服摩擦力做的功为μmg(x0-x)=μmg(x0-μmgk-qEk).故D正确.
故选BD

解析

kx0-qE-μmgm

考点

据考高分专家说,试题“如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。

弹力的大小、胡克定律

弹力的大小:

弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生的弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小。
(1)一般情况下,弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限度内遵循胡克定律:
(2)胡克定律在弹性限度内,弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比,即F=kx,式中k为劲度系数,x为弹簧的形变量,F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在绝缘墙上,另一端与置于绝缘水平面上质量为m,带电量为+q的物体接触,弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体

①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差:x=|L—L0|,不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N/m,由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定,弹簧做好后,劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a.由胡克定律F=kx知:k=F/x
b.由F一x图像知:

判定弹力的有无及其方向的方法:


判定弹力的有无及其方向的方法:

如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在绝缘墙上,另一端与置于绝缘水平面上质量为m,带电量为+q的物体接触,弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体



如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在绝缘墙上,另一端与置于绝缘水平面上质量为m,带电量为+q的物体接触,弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体

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