高中 | 牛顿第二定律的两类基本问题 题目答案及解析

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必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

牛顿第二定律的两类基本问题

如图所示为匀强电场的电场强度$E$随时间$t$变化的关系图像。当$t=0$时,在此匀强电场中静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法正确的是$(\qquad)$

  

["

$0∼2\\;\\rm s$内和$2∼4\\;\\rm s$内带电粒子的速度变化量相同

","

$5\\;\\rm s$末与$7\\;\\rm s$末带电粒子速度方向相反

","

$12\\;\\rm s$末带电粒子离出发点最远

","

$11\\;\\rm s 14\\;\\rm s$内,电场力做的总功为零

"]
[["D"]]

$\rm A$.由牛顿第二定律可得$a=\dfrac{qE}{m}$

速度变化量为$\Delta v=a\Delta t$$0∼2\;\rm s$内和$2∼4\;\rm s$内电场强度大小不同,带电粒子的加速度大小不同,速度变化量不相同,故$\rm A$错误;

$\rm B$$E-t$图像相当于$a-t$图像,作出带电粒子的$0\sim 14\;\rm s$内的$v-t$图像如下图所示

  

$v-t$图像可知$5\;\rm s$末与$7\;\rm s$末带电粒子速度方向相同,故$\rm B$错误;

$\rm C$$v-t$图像与时间轴围成的面积表示位移,可知$14\;\rm s$末带电粒子离出发点最远,故$\rm C$错误;

$\rm D$.根据$v-t$图像可知$11\;\rm s 14\;\rm s$内粒子初末速度相等,根据动能定理可知$11\;\rm s 14\;\rm s$内,电场力做的总功为$0$,故$\rm D$正确。

故选:$\rm D$

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