【題目】相距L=1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1=1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖(a)所示,虛線上方磁場方向垂直紙面向里,虛線下方磁場方向豎直向下,兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75,兩棒總電阻為1.8Ω,導(dǎo)軌電阻不計。t = 0時刻起,ab棒在方向豎直向上、大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下,由靜止沿導(dǎo)軌向上勻加速運動,同時也由靜止釋放cd棒。g取10 m/s2
(1)求磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大;
(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;
(3)求出cd棒達到最大速度所對應(yīng)的時刻t1。
【答案】(1)1.2T;1m/s2(2)18J(3)2s
【解析】
試題分析:(1)經(jīng)過時間t,金屬棒ab的速率
回路中的感應(yīng)電流為
對金屬棒ab,由牛頓第二定律得,
即
由圖b可知:t1=0 時,F(xiàn)1=11N ; t2 = 2 s時,F(xiàn)2 =14.6N ,
代入上式解得:
(2)在2s末金屬棒ab的速率
所發(fā)生的位移
由動能定理得:
又
聯(lián)立以上方程,解得:
(3)由題意可知:cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動,當(dāng)cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時,速度達到最大;然后做加速度逐漸增大的減速運動,最后停止運動。
當(dāng)cd棒速度達到最大時,有
又
vm=at1
整理得
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【題目】2016年10月19日凌晨3點,航天員景海鵬和陳冬駕駛的神州十一號飛船與天宮二號空間實驗室在離地面393km的近圓形軌道上成功實現(xiàn)了太空之吻。若對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣,則下面說法不正確的是( )
A.實現(xiàn)對接后,組合體運行速度大于第一宇宙速度
B.航天員景海鵬和陳冬能在天宮二號中自由飛翔,說明他們不受地球引力作用
C.如不加干預(yù),在運行一段時間后,組合體的動能可能會增加
D.如不加干預(yù),組合體的軌道高度將緩慢升高
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【題目】用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖所示.已知m1=50g、m2=150g,則(g取10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v=_____m/s;
(2)在打點0~5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=_____J,系統(tǒng)勢能的減少量△EP=_____J,由此得出的結(jié)論是_____.
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【題目】如圖所示電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,R1為滑動變阻器,R2為定值電阻,電流表和電壓表均為理想電表,閉合電鍵S,當(dāng)滑動變阻器R1的滑動觸頭P向右滑動時,電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電流表示數(shù)變化量的大小為△I、電壓表V、V1和V2示數(shù)變化量的大小分別為△U、△U1和△U2,下列說法錯誤的是( )
A.△U1>△U2 B.△U1/△I變小
C.△U2/△I不變 D.△U/△I不變
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【題目】風(fēng)洞是進行空氣動力學(xué)實驗的一種主要設(shè)備,如圖是一重為G的設(shè)備模型在風(fēng)洞中進行模擬實驗的示意圖,其中AB代表模型的界面,OL為模型的牽引繩,風(fēng)向水平,風(fēng)對模型的作用力與模型的截面垂直.模型靜止在空氣中,牽引繩水平,模型平面與水平面的夾角為θ.先增大風(fēng)對模型的作用力的同時保持繩子水平,模型仍能保持靜止?fàn)顟B(tài),下列分析正確的是( )
A. 繩子張力可能不變
B. 繩子張力一定減小
C. 模型平面與水平面的夾角一定增大
D. 模型平面與水平面的夾角可能不變
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【題目】如圖是檢驗?zāi)撤N平板承受沖擊能力的裝置,MN為半徑R=0.8 m、固定于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,軌道上端切線水平,O為圓心,OP為待檢驗平板,M、O、P三點在同一水平線上,M的下端與軌道相切處放置豎直向上的彈簧槍,可發(fā)射速度不同但質(zhì)量均為m=0.01 kg的小鋼珠,小鋼珠每次都在M點離開彈簧槍。某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道經(jīng)過N點時恰好與軌道無作用力,水平飛出后落到OP上的Q點,不計空氣阻力,取g=10m/s2。求:
(1)小鋼珠經(jīng)過N點時速度的大小vN;
(2)小鋼珠離開彈簧槍時的動能Ek;
(3)小鋼珠在平板上的落點Q與圓心O點的距離s。
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【題目】如圖所示,兩個圓弧軌道固定在水平地面上,半徑R相同,A軌道由金屬凹槽制成,B軌道由金屬圓管制成,均可視為光滑軌道.在兩軌道右側(cè)的正上方分別將金屬小球A和B由靜止釋放,小球距離地面的高度分別用hA和hB表示,則下列說法正確的是
A. 若hA=hB≥2R,則兩小球都能沿軌道運動到最高點
B. 若hA=hB= ,由于機械能守恒,兩個小球沿軌道上升的最大高度均為
C. 適當(dāng)調(diào)整hA和hB,均可使兩小球從軌道最高點飛出后,恰好落在軌道右端口處
D. 若使小球沿軌道運動并且從最高點飛出,A小球的最小高度為,B小球在hB>2R的任何高度均可
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【題目】點光源照在一個剃須刀片上,在屏上形成了它的影子,其邊緣較為模糊,原因是( )
A.光的反射
B.光強太小
C.光的干涉,通過剃須刀片中央的孔直進
D.光的衍射
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為3kg的物體放在粗糙水平面上,現(xiàn)用F=10N的力斜向下推物體,F與水平面的夾角θ=37,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,下列說法正確的是(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A. 物體對地面的壓力為30N
B. 物體所受的摩擦力為10N
C. 物體仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)
D. 物體將由靜止開始做勻加速直線運動
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