【題目】如圖所示,光滑導(dǎo)軌abcfed相距,其中abfe段是傾角的直軌道,bc、ed段是半徑的圓弧軌道且與abfe相切,軌道末端cd點(diǎn)切線與一放置在光滑水平地面上、質(zhì)量的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強(qiáng)磁場(chǎng),定值電阻把質(zhì)量為、電阻不計(jì)的金屬桿從距be的導(dǎo)軌上靜止釋放,桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù),取,求:

(1)桿由靜止下滑到cd的過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱Q;

(2)桿運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)對(duì)軌道的壓力F大;

(3)要使桿不從木板上掉下的木板最小長(zhǎng)度s

【答案】 ; 25N

【解析】

據(jù)題意,桿在直軌道上先加速后勻速下滑,到達(dá)be前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件和安培力與速度的關(guān)系式,可求出勻速運(yùn)動(dòng)的速度,由動(dòng)能定理研究桿從becd的過程,求得桿經(jīng)過cd處的速度大小,由牛頓第二定律、第三定律求解桿對(duì)軌道的壓力。再根據(jù)能量守恒定律求出R上產(chǎn)生的焦耳熱。
桿滑上木板后做勻減速運(yùn)動(dòng),木板做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)桿與木板的速度相等時(shí),桿剛好不能滑出木板,此時(shí)木板的長(zhǎng)度最小,由牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和位移關(guān)系求解s。

設(shè)桿滑到be處時(shí)速度為,由題意知此時(shí)桿勻速下滑,有:




①②③聯(lián)立得:
由能量守恒:
則得:

(2)設(shè)桿滑到cd處時(shí)速度為,桿受到軌道支持力為,由動(dòng)能定理有:

cd處:
由牛頓第三定律:
聯(lián)解④⑦⑧⑨得:

(3)由⑦得
桿滑上木板后,桿與木板在相互間摩擦力作用下運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)過時(shí)間t共同運(yùn)動(dòng),則:
對(duì)桿:(11)
對(duì)木板:,(12)
共同運(yùn)動(dòng)時(shí)有:(13)
則得: 14
此過程桿的位移(15)
木板的位移(16)
則有木板最小長(zhǎng)度(17)

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】如圖所示是AB兩質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的x﹣t圖象,則下列說法中正確的是( )

A. A質(zhì)點(diǎn)以20m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)

B. B質(zhì)點(diǎn)先沿正方向做直線運(yùn)動(dòng),后沿負(fù)方向做直線運(yùn)動(dòng)

C. B質(zhì)點(diǎn)最初4s做加速運(yùn)動(dòng),后4s做減速運(yùn)動(dòng)

D. A、B兩質(zhì)點(diǎn)在4s末相遇

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的vt圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2>v1,則(  )

A. t2時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大

B. t2時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大

C. 0~t2時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

D. 0~t3時(shí)間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M足夠長(zhǎng)的斜面體始終靜止在水平地面上,有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊在受到沿斜面向下的力F的作用下,沿斜面勻加速下滑,此過程中斜面體與地面的摩擦力為0.已知重力加速度為g,則下列說法正確的是( 。

A. 斜面體給小物塊的作用力大小等于mg

B. 斜面體對(duì)地面的壓力小于(m+M)g

C. 若將力F的方向突然改為豎直向下,小物塊仍做加速運(yùn)動(dòng)

D. 若將力F撤掉,小物塊將勻速下滑

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的電場(chǎng)中正、負(fù)電荷的電荷量相等,電場(chǎng)中有相互對(duì)稱分布的a、b兩點(diǎn)(a、b兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等),a、b兩點(diǎn)在兩電荷連線的中垂線上.圖中a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度及電勢(shì)相比較,應(yīng)是(

A. 兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,兩點(diǎn)的電勢(shì)不相同

B. 兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不相同,兩點(diǎn)的電勢(shì)相同

C. 兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同,電勢(shì)也相同

D. 兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都不相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)將銅片和鋅片插入水果中制成一個(gè)水果電池,該同學(xué)利用下列所給器材測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.

A.電流表G1(內(nèi)阻Rg=15Ω,滿偏電流Ig=2mA)

B.電流表G2(量程20mA,內(nèi)阻約2Ω)

C.滑動(dòng)變阻器R1(0~1000Ω)

D.電阻箱R2(0~9999.9Ω)

E.待測(cè)水果電池(電動(dòng)勢(shì)E4V,內(nèi)阻r500Ω)

F.開關(guān)S,導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)中用電流表G改裝成量程0~4V的電壓表,需_____(選填串聯(lián)并聯(lián))一個(gè)阻值為1985Ω的電阻.

(2)該同學(xué)用電流表_________和改裝成的電壓表測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路圖2,經(jīng)檢驗(yàn)該電路是合理的.

(3)接通開關(guān),逐次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,讀取電流表示數(shù)I和對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U,記錄了6組數(shù)據(jù),并在圖中標(biāo)注出了幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),如圖所示.請(qǐng)你在圖上把已經(jīng)描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成U I圖線_________

(4)根據(jù)圖描繪出的圖線可得到水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=___V,內(nèi)電阻r=___

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在動(dòng)畫片《熊出沒》中,熊二用一根輕繩繞過樹枝將光頭強(qiáng)懸掛起來(lái),如圖所示,此時(shí)輕繩與水平地面的夾角θ=30°。已知光頭強(qiáng)的質(zhì)量為70 kg,熊二的質(zhì)量為300 kg,不計(jì)輕繩與樹枝間的摩擦。(g 10 m/s2)求:

(1)輕繩對(duì)熊二的拉力的大小。

(2)地面對(duì)熊二的支持力的大小。

(3)熊二對(duì)地面的摩擦力的大小和方向。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一理想變壓器原線圈可通過移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置改變接入電路的匝數(shù),b為原線圈的中點(diǎn),當(dāng)Pa時(shí),原.副線圈的匝數(shù)比為,線圈L的直流電阻不計(jì),若原線圈接 的交流電,則(

A. 只增大電源的頻率,燈泡B變亮

B. 只將Pab滑動(dòng)時(shí),變壓器的輸入功率增大

C. 只將變阻器R的滑片M向上滑動(dòng)時(shí),燈泡B亮度不變

D. 當(dāng)Pa時(shí),燈泡B兩端的電壓為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】物體在四個(gè)共點(diǎn)力F1、F2 F3 F4作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),若F1的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90O而保持其大小不變,其它三個(gè)力的大小和方向保持不變,則此時(shí)物體受到的合力大小為(   )

A. F1 B. 2 F1 C. F1 D. F1/2

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