(12分)如图所示,一带正电的长细直棒水平放置,带电细直棒在其周围产生方向向外辐射状的电场,场强大小与直棒的距离成反比。在直棒上方有一长为a的绝缘细线连接了两个质量均为m的小球A、B,A、B所带电荷量分别为+q和+4q,A球距直棒的距离为a,两个球恰好处于静止状态。不计两小球之间的静电力作用,剪断细线,若A球下落的最大速度为vm,求A球下落到速度最大过程中,电场力对A球做的功。
(8分)如图所示,为使一个重为G的物体静止在倾角为的光滑斜面上,需给物体施加一个外力,大小也是G。①试说明凡符合条件的外力方向,并在图上标出(不要求说明理由)。②求出各情况下物体对斜面压力大小。
(6分)在“利用打点计时器测定匀加速直线运动的加速度”实验中,某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F 6个点(每相邻两个计数点间的四个点未画出,如图甲所示.打点计时器每打一个点的时间为0.02s).从每一个计数点处剪开分成五段(分别叫做a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图乙所示,由此可以得到一条表示关系的图线,从而求出加速度.
(1)若在xOy坐标系中用最简洁的方法做出能用-t关系的图线,请你指出哪个轴相当于轴?
______________________________________________________________________________。
(2)从第一个计数点开始计时,要想求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?
______________________________________________________________________________。
(3)若测得段纸带的长度为2.0㎝,e段纸带的长度为10.0㎝,则加速度为_______m/s2。
在利用自由落体运动《验证机械能守恒》实验中选出一条理想的纸带后,某同学计算出打几个计数点时的速度v,测出各计数点到第一个点的距离x,他用横坐标表示x,纵坐标应表示____________,从而可得到一条直线。他求出图线斜率为k,当k等于_________时,则可验证机械能是守恒的(当地重力加速度为g)。
(4分)甲、乙和丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”的实验,所用弹簧测力计的量程为0~5N,他们都把橡皮条的一端固定在木板上的A点,橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,如图所示,此时细绳都与平板平行,用F1和F2表示拉力的方向和大小。
甲同学F1和F2的方向互相垂直,F1=3.0N、F2=3.8N;乙同学F1和F2方向间的夹角约为30°,F1= F2=4.0N;丙同学F1和F2方向间的夹角约为120°,F1= F2=4.0N。这三位同学中操作不合适的是哪一位?并说明原因。_________________________
如图甲所示,静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的上面放着小物块A,某时刻,B受到水平向右的外力F作用,F随时间t变化规律如图乙所示,即F=kt,其中k为已知常数。若物体之间的滑动摩擦力f的大小等于最大静摩擦力,且A、B的质量相等,则下列图中可以定性地描述物块A的v-t图像的是( )