【題目】如圖所示,在水平面上有兩條金屬導軌MNPQ,導軌間距為d,勻強磁場垂直于導軌所在的平面向里,磁感應強度的大小為B,兩根質量均為m的完全相同的金屬桿1、2間隔一定的距離擺開放在導軌上,且與導軌垂直.它們的電阻均為R,兩桿與導軌接觸良好,導軌電阻不計,金屬桿的摩擦不計.桿1以初速度v0滑向桿2,為使兩桿不相碰。求

1)若桿2固定,最初擺放兩桿時的最小距離S1為多少?

2)若桿2不固定,桿1在運動過程中產(chǎn)生的熱量Q為多少?最初擺放兩桿時的最小距離S2為多少?

【答案】(1)(2)

【解析】試題分析:兩個棒均不固定時,左邊棒受向左的安培力,右邊棒受向右的安培力,故左邊棒減速,右邊棒加速,兩個棒系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律得到最后的共同速度,然后對右邊棒運用動量定理列式;
當右邊棒固定時,左邊棒受向左的安培力,做減速運動,根據(jù)動量定理列式;

(1)當棒2固定后,對左側棒,以向右問正方向,根據(jù)動量定理,有,其中

,即,

解得,故AB間的距離最小為

(2)金屬桿1、2均不固定時,系統(tǒng)動量守恒,以向右問正方向,有

解得;系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)減小的動能,由于兩者電阻相同,所以桿1產(chǎn)生的熱量為總熱量的一半,故

對右側桿,采用微元法,以向右問正方向,根據(jù)動量定理,有,

其中,故,

,解得,即AB間的距離最小為;

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是

A. 做曲線運動的物體的加速度一定是變化的

B. 做勻速圓周運動物體的機械能一定守恒

C. 做曲線運動的物體所受合外力方向一定改變

D. 做勻速圓周運動物體的加速度方向一定垂直于速度方向

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【題目】(2015·全國卷T25)一長木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物塊;在木板右方有一墻壁,木

板右端與墻壁的距離為4.5 m,如圖(a)所示.T=0時刻開始,小物塊與木板一起以共同速度向右運動,直

至t=1 s時木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短).碰撞前后木板速度大小不變,方向相反;運動過程中小物塊始

終未離開木板.已知碰撞后1 s時間內小物塊的v-t圖線如圖(b)所示.木板的質量是小物塊質量的15倍,重

力加速度大小g取10 m/s2.求:

(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2;

(2)木板的最小長度;

(3)木板右端離墻壁的最終距離.

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【題目】如圖甲所示,輕彈簧豎直固定在水平面上,一質量為m=0.2kg的小球,從彈簧上端某高度處自由下落,從它接觸彈簧到彈簧壓縮至最短的過程中(彈簧始終在彈性限度內),其速度v和彈簧壓縮量x之間的函數(shù)圖象如圖乙所示,其中A為曲線的最高點,小球和彈簧接觸瞬間機械能損失不計,取g=10m/s2,則下列說法正確的是(

A.小球剛接觸彈簧時速度最大

B.當x=0.3m時,小球處于超重狀態(tài)

C.該彈簧的勁度系數(shù)為20.0N/m

D.從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中,小球的加速度先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于地球同步衛(wèi)星,下列說中不正確的是(  )

A. 它運行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間

B. 它一定在赤道上空運行

C. 它運行的線速度一定小于第一宇宙速度

D. 各國發(fā)射的這種衛(wèi)星軌道半徑都一樣

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心轉動,筒內壁粗糙,筒口半徑和筒高分別為,筒內壁點的高度為筒高的一半.內壁上有一質量為的小物塊隨圓錐筒一起做勻速轉動,則下列說法正確的是(  )

A. 小物塊所受合外力指向

B. 當轉動角速度時,小物塊不受摩擦力作用

C. 當轉動角速度時,小物塊受摩擦力方向由指向

D. 當轉動角速度時,小物塊受摩擦力方向由指向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,直角三角形斜劈abc固定在水平面上.t=0時,一物塊(可視為質點)從底端a以初速度v0沿斜面ab向上運動,到達頂端b時速率恰好為零,之后沿斜面bc下滑至底端c.若物塊與斜面ab、bc間的動摩擦因數(shù)相等,物塊在兩斜面上運動的速率v隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,取重力加速度的大小g=10 m/s2,則下列物理量中不能求出的是( )

A.斜面ab的傾角θ

B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ

C.物塊的質量m

D.斜面bc的長度L

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量分別為m2mA、B兩個木塊間用輕彈簧相連,放在光滑水平面上,A緊靠豎直墻壁.用水平力向左推B,將彈簧壓縮,推到某位置靜止時推力大小為F,彈簧的彈性勢能為E.在此位置突然撤去推力,下列說法中正確的是(  )

A. 撤去推力的瞬間,B的加速度大小為

B. 從撤去推力到A離開豎直墻壁前,AB和彈簧組成的系統(tǒng)動量不守恒,機械能守恒

C. 從撤去推力到A離開豎直墻壁前,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,機械能守恒

D. A離開豎直墻壁后,彈簧彈性勢能最大值為E/3

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【題目】如圖所示,光滑水平地面上靜止放置由彈簧相連的木塊AB,開始時彈簧處于原長,現(xiàn)給A一個向右的瞬時沖量,讓A開始以速度v0向右運動,若,則

A. 當彈簧壓縮最短時,B的速度達到最大值

B. 當彈簧再次恢復原長時,A的速度一定向右

C. 當彈簧再次恢復原長時,A的速度一定小于B的速度

D. 當彈簧再次恢復原長時,A的速度可能大于B的速度

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