【題目】如圖所示,完全相同的正方向單匝銅質(zhì)線框型貨件abcd,通過水平,絕緣且足夠長的傳送帶輸送一系列該貨件通過某一固定勻強磁場區(qū)域進行“安檢”程序,即便篩選“次品”(不閉合)與“正品”(閉合),“安檢”程序簡化為如下物理模型,各貨件質(zhì)量均為m,電阻均為R,邊長為l,與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g;傳送帶以恒定速度v0向右運動,貨件在進入磁場前與傳送帶的速度相同,貨件運行中始終保持,已知磁場邊界AA′,CC′與傳送帶運動方向垂直,磁場的磁感應(yīng)強度為B,磁場的寬度為d,現(xiàn)某一貨件當其ab邊到達CC′時又恰好與傳送帶的速度相同,則:
(1)上述貨件在進入磁場的過程中運動加速度的最大值與速度的最小值;
(2)“次品”(不閉合)與“正品”(閉合)因“安檢”而延遲時間多大。
【答案】(1); (2)
【解析】(1)線框以速度進入磁場,在進入磁場過程中,受安培力F、摩擦力共同作用而做減速運動;完全進入磁場后,在摩擦力的作用下做加速運動,當ab邊到達時速度又恰好等于,因此,線框在剛進入磁場時,所受安培力F最大,加速度最大,設(shè)為;線框全部進入磁場的瞬間速度最小,設(shè)此時線框的速度為v,線框剛進入磁場時,由牛頓第二定律有: ①
, ,
解得: ②
在線框完全進入磁場又加速運動到達邊界時的過程中,根據(jù)動能定理有:
③
解得: ④
(2)設(shè)“正品”貨件進入磁場所用時間為,取此過程中某較短時間間隔,在的內(nèi)貨件速度變化為,貨件加速度大小為: ⑤
設(shè)流經(jīng)線框的電流為,貨件瞬時速度為,貨件所受安培力方向向左,大小為:
⑥
由牛頓第二定律,有: ⑦
由力的獨立性原理并根據(jù)位移大小的“面積法”有:
⑧
即: ⑨
解得: ⑩
設(shè):“正品”貨件在磁場中勻加速恢復(fù)所用時間為
由勻變速速度公式,有:
設(shè)“正品”貨件完全出磁場并達到穩(wěn)定運行時間為,由受力與運動對稱性可得:
而“次品”貨件運動過程中不受“安檢”的影響,設(shè)其達到“正品”貨件穩(wěn)定后的相同空間距離所用時間為由勻速運動規(guī)律有:
可見“安檢”而延遲時間為:
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【題目】如圖甲所示,小孩用80N的水平力推木箱不動,木箱此時受到水平地面的摩擦力大小為F1;如圖乙所示,小孩把木箱推動了,此時木箱與水平地面間摩擦力大小為F2 . 若木箱對水平地面的壓力大小為200N,木箱與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.45,則F1、F2的大小分別為( 。
A.90 N、80 N
B.80 N、45 N
C.80 N、90 N
D.90 N、90 N
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【題目】初速度為零的勻加速直線運動中,開始的連續(xù)4段相同的時間間隔運動的位移之比是( )
A.1∶2∶3∶4
B.1∶4∶9∶16
C.1∶3∶5∶7
D.1∶8∶27∶56
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【題目】如圖所示,一根水平張緊的繩子上系著五個單擺,擺長從左至右依次為 、l、 、l、2l,若讓D擺先擺動起來,周期為T,穩(wěn)定時A、B、C、E各擺的情況是( )
A.B擺振動的振幅最大
B.E擺振動的振幅最大
C.C擺振動的周期為T
D.A擺振動的周期大于T
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【題目】如圖所示,細線的一端固定于O點,另一端系一小球.在水平拉力作用下,小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點運動到B點.在此過程中拉力的瞬時功率變化情況( 。
A. 逐漸增大
B. 逐漸減小
C. 先增大,后減小
D. 先減小,后增大
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【題目】下列說法中正確的是( )
A.合力可能小于分力B.物體的重心可能不在物體上
C.物體運動的速度越大其慣性就越大D.力的單位牛頓(N)是國際單位制中的基本單位
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