18.如圖所示,帶正電小球放在粗糙絕緣軌道上,軌道所處空間中有豎直向下的勻強電場.給小球一個固定的初速度v0,使小球從A運動到C,到達C點時的速度為v1.給小球同樣大小的初速度v0,使小球從C運動到A,到達A點時的速度為v2.小球在運動過程中始終沒有脫離軌道.關(guān)于小球的運動下列描述正確的是( 。
A.兩次運動的末速度大。簐1=v2
B.兩次運動的末速度大。簐1>v2
C.兩次運動的末速度大。簐1<v2
D.兩次運動過程中,小球摩擦力做功相同

分析 小球運動過程中,受到重力、電場力、支持力和摩擦力,摩擦力與支持力成正比,通過圓弧最低點和圓弧最高點時,電場力、支持力和重力的合力提供向心力,根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律列式比較彈力的大小,從而比較摩擦力的大小,最后根據(jù)動能定理比較動能的變化

解答 解:小球運動過程中,受到重力、向上的電場力、支持力和摩擦力,由題,小球運動過程中始終未離開該軌道則重力要大于電場力
小球向右通過凸槽時的速率比向左通過凸槽時的速率大,由向心力方程 mg-N=$\frac{{mv}_{1}^{2}}{R}$可知,對應(yīng)的彈力N一定小,滑動摩擦力也大,克服阻力做的功少;又小球向右通過凹槽時的速率比向左通過凸起DE時的速率小,由向心力方程 N′-mg=$\frac{{mv}_{2}^{2}}{R}$可知,對應(yīng)的彈力N′一定小,滑動摩擦力也小,克服阻力做的功少.所以小球向右運動全過程克服阻力做功少,動能損失少,末動能小,即EAC>ECA,所以v1>v2.故B正確.
故選:B

點評 本題關(guān)鍵是小球做減速運動,兩次通過圓弧軌道的最高點和最低點時,速度不同,得到彈力不同,摩擦力不同,最后再根據(jù)動能定理列式分析.

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(1)用以上方法M得兩紙間的動摩擦因數(shù)的表達式為μ=$\frac{m}{M}$.
(2)在實際操作中,發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動較困難,小華同學對這個實驗進行了改進,他改進的方法是讓木塊A在水平固定的B木板上做勻加速直線運動,并用打點計時器和刻度尺測得其加速度a.根據(jù)小華的方法,測出的動摩擦因數(shù)μ的表達式為.μ=$\frac{mg-(M+m)a}{Mg}$.

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6.設(shè)某人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,軌道半徑為r0.已知地球的質(zhì)量為M,萬有引力常激為G,該人造衛(wèi)星與地心的連線在單位時間內(nèi)所掃過的面積是( 。
A.$\frac{\sqrt{GMr}}{2}$B.$\frac{\sqrt{2GMr}}{2}$C.$\sqrt{2GMr}$D.2$\sqrt{GMr}$

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13.一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=10:1.原線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓u如圖所示.副線圈僅接入一個10Ω的電阻,下列說法正確的是( 。
A.原線圈的輸入電壓與副線圈的輸出電壓之比為1:10
B.原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為1:10
C.該交流電的周期為2s
D.流過電阻的電流是2.2A

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3.地球同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,軌道半徑為r,周期為T,引力常量為G.根據(jù)題目提供的已知條件,可以估算出的物理量有(  )
A.地球的質(zhì)量B.同步衛(wèi)星的質(zhì)量
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10.如圖所示,長為l的輕繩一端系于固定點O,另一端系一質(zhì)量為m的小球.現(xiàn)將小球從O點正下方$\frac{l}{4}$處以一定的初速度水平拋出,經(jīng)過一定的時間,繩子被拉直.此后小球?qū)⒁設(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)擺動.已知繩子剛好被拉直時,繩與豎直方向成60°角.求:
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(2)粒子聚焦O點后,能到達收集板P點的粒子,進入磁場時的速度方向與OP的夾角θ(不考慮過邊界ACDB的粒子再次返回).

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