【題目】如圖所示,有一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌折成傾斜和水平兩部分,傾斜部分導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,水平和傾斜部分均處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,水平部分磁場(chǎng)方向豎直向下,傾斜部分磁場(chǎng)方向垂直斜面向下(圖中末畫(huà)出)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域互不疊加。將兩根金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上,并將b用輕繩通過(guò)定滑輪和小物塊c連接。己知導(dǎo)軌間的距離均為L,金屬棒的電阻均為R,質(zhì)量均為m,小物塊c的質(zhì)量也為m,一切摩擦和其它電阻都不計(jì),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中棒與導(dǎo)軌保持接觸良好,且b始終不會(huì)碰到滑輪,重力加速度大小為g。求:

(1)鎖定a,釋放b,求b的最終速度;

(2)a上施加一沿斜面向上的恒力F=1.5mg,同時(shí)將a、b由靜止釋放,求達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)a、b的速度;

(3)若在(2)中小物塊c下落h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),求此過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

1)當(dāng)bc組成的系統(tǒng)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),有最大速度vm,mg-BIL0 ,解得: 。

2)施加F后,a棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng),對(duì)a棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中某一瞬間應(yīng)用牛頓第二定律:Fmgsinθ BiLma1 ,對(duì)bc組成的系統(tǒng)同一瞬間應(yīng)用牛頓第二定律:

mgBiL2ma2 ,當(dāng)a棒和b棒加速度為零時(shí),達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),設(shè)此時(shí)a、b棒速度分別為v1v2,此時(shí)電路中的電流為: ,可知,任意時(shí)刻a棒和b棒的加速度之比為:a1:a22:1,由于a、b棒運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,所以任意時(shí)刻a、b棒的速度之比為:v1: v22:1 ,解得: ,

3)由(2)中過(guò)程分析可確定任意時(shí)刻v1:v22:1,由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,那么從由靜止開(kāi)始到達(dá)恰好穩(wěn)定狀態(tài),ab棒的位移大小之比也為2:1。即c物塊下落h,則b棒的位移大小為:x2h,a棒沿著斜面向上移動(dòng)的位移大小為:x12h ,對(duì)于a、bc系統(tǒng),由功能關(guān)系得: ,解得: 。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為12,接有四個(gè)阻值相同的定值電阻,變壓器初級(jí)線(xiàn)圈接到交流電源上,下面說(shuō)法正確的是(  )

A. 副線(xiàn)圈電壓是電源電壓的2

B. 流過(guò)R1的電流是副線(xiàn)圈上電流的2

C. R1上的電功率是R2上電功率的2

D. R1上的電功率是R2上電功率的9

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的絕緣水平面上.一電阻不計(jì),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上,始終與導(dǎo)軌接觸良好,PQbc構(gòu)成矩形.棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,棒左側(cè)有兩個(gè)固定于水平面的立柱.導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為L,開(kāi)始時(shí)PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為R,右側(cè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為R0.以ef為界,其左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上,右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.在t=0時(shí),一水平向左的拉力F垂直作用在導(dǎo)軌的bc邊上,使導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為a

1)求回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的表達(dá)式;

2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間拉力F達(dá)到最大值,拉力F的最大值為多少?

3)某過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)軌克服摩擦力做功為W,求導(dǎo)軌動(dòng)能的增加量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)進(jìn)行了探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系探究彈性勢(shì)能和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。具體操作如下:

(1)將彈簧秤左端固定并安裝拉力傳感器(圖中未畫(huà)出),緩慢向右拉動(dòng)掛鉤至某位置,讀出傳感器的示數(shù)為F0,用刻度尺測(cè)量彈簧的伸長(zhǎng)量x0;

(2)多次改變彈簧伸長(zhǎng)量,讀出多組上述數(shù)據(jù);

(3)利用以上數(shù)據(jù)做出F-x圖象如右圖所示,小組同學(xué)利用以上數(shù)據(jù)和圖象得到以下結(jié)論:彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)量成正比,彈簧的勁度系數(shù)可以表示為__________;彈簧伸長(zhǎng)量為x1時(shí)彈性勢(shì)能的表達(dá)式為__________,彈簧由伸長(zhǎng)量為x1拉到伸長(zhǎng)量為x2(x2>x1)的過(guò)程中彈簧彈力做的功為__________

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代,網(wǎng)上購(gòu)物已經(jīng)成為一種常見(jiàn)的消費(fèi)方式,網(wǎng)購(gòu)也促進(jìn)了快遞業(yè)發(fā)展。如圖,一快遞小哥在水平地面上拖拉一個(gè)貨箱,貨箱的總質(zhì)量為15kg,貨箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。若該小哥拉著貨箱在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng),取 ,求:

(1)拉力方向與水平面成60°角時(shí)拉力的大。ńY(jié)果保留一位小數(shù));

(2)所施加拉力的最小值和方向。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】演示向心力的儀器如圖所示。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1,可使變速塔輪23以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在塔輪23上的不同圓盤(pán)上,可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供,球?qū)醢宓姆醋饔昧,通過(guò)橫臂的杠桿使彈簧測(cè)力套筒7下降,從而露出標(biāo)尺8,標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個(gè)球所受向心力的大小。現(xiàn)將小球分別放在兩邊的槽內(nèi),為探究小球所受向心力大小與角速度的關(guān)系,下列做法正確的是(  )

3

A.在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實(shí)驗(yàn)

B.在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實(shí)驗(yàn)

C.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實(shí)驗(yàn)

D.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實(shí)驗(yàn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),以下看法正確的是( 。

A. 下落的第一秒和第二秒動(dòng)量的變化相同

B. 下落的第一秒和第二秒動(dòng)能的變化量相同

C. 下落的第一個(gè)H高度和第二個(gè)H高度的過(guò)程中動(dòng)量的變化相同

D. 下落的第一個(gè)H高度和第二個(gè)H高度的過(guò)程中動(dòng)能的變化量相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于靜電場(chǎng)的說(shuō)法,正確的是(

A. 正負(fù)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)受電場(chǎng)力方向相反,所以某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向與所放電荷正負(fù)有關(guān)

B. 電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)越大的地方,電場(chǎng)線(xiàn)越密

C. 電場(chǎng)中電勢(shì)越高的地方,等勢(shì)面越密

D. 公式不能計(jì)算點(diǎn)電荷周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過(guò)程中,衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I,然后在Q點(diǎn)通過(guò)改變衛(wèi)星速度,讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道,則( )

A.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11. 2 km/s

B.衛(wèi)星在同步軌道II上的運(yùn)行速度大于7. 9 km/s

C.在軌道I上,衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度

D.衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過(guò)加速實(shí)現(xiàn)由軌道I進(jìn)入軌道II

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