【題目】如圖，兩根一端帶有擋柱的光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ與水平面成θ=30°角放置在磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，兩導(dǎo)軌間距L=1m�，F(xiàn)有兩根完全相同的金屬棒ab和cd，長度均為L，質(zhì)量均為m=1kg，電阻均為R=1，兩金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸，導(dǎo)軌自身電阻不計。現(xiàn)讓金屬棒ab在沿斜面向上的外力F作用下從軌道上某處由靜止開始做加速度a=2.5m/s2的勻加速直線運動，到金屬棒cd剛要滑動時撤去外力F，此后金屬棒ab繼續(xù)向上運動0.1s后減速為零，當(dāng)金屬棒ab剛好返回到初始出發(fā)點時金屬棒cd對擋柱的壓力是金屬棒ab靜止時壓力的2倍。g取10m/s2。求：

（1）外力F的沖量大��；

（2）金屬棒ab從減速為零到返回出發(fā)點過程中所產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）10Ns；（2）4.06J

【解析】

（1）設(shè)金屬棒ab的速度為v時金屬棒cd剛要滑動，由

解得v=2.5m/s

根據(jù)速度時間公式有

v=at

代入數(shù)據(jù)得t=1s

勻加速時段內(nèi)金屬棒ab的位移為

x1=at2=1.25m

對金屬棒ab，根據(jù)牛頓第二定律有

故

代入數(shù)據(jù)可知F隨t線性變化，且最大值為F1=12.5N；最小值F2=7.5N

因此外力F的沖量為

解得I=10Ns

（2）撤力后金屬棒cd仍靜止，設(shè)金屬棒ab減速滑行的位移為x2，由動量定理得

又

解得x2=1m

設(shè)金屬棒ab返回到出發(fā)點時的速度為v1，對金屬棒cd，由

解得v1=2.5m/s

由能量守恒得

解得Q=4.06J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有一個的氫原子處于n=5的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時輻射出不同頻率的光。關(guān)于這些光下列說法正確的是（　　）

A.可能沒有從n=5能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光

B.頻率最小的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的

C.最多可能產(chǎn)生4種不同的頻率的光

D.從n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用重物自由下落來“驗證機械能守恒定律”。

（1）請指出實驗裝置（甲）中存在的明顯錯誤______.

（2）進行實驗時，為保證重物下落時初速度為零，應(yīng)____(選填“A”或“B”).

A.先接通電源，再釋放紙帶

B.先釋放紙帶，再接通電源

（3）根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)打出的1，2，3，4四個點如圖(乙)所示.已測出1，2，3，4到打出的第一個點O的距離分別為h1，h2，h3，h4，打點計時器的打點周期為T.若代入所測數(shù)據(jù)能滿足表達式gh3=______(用題目中已測出的物理量表示)，則可驗證重物下落過程機械能守恒.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用單擺測量重力加速度

（1）為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是 （______）

A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球

B．組裝單擺須選用輕且不易伸長的細(xì)線

C．實驗時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動

D．?dāng)[長一定的情況下，擺的振幅盡量大

（2）下列擺動圖像真實地描述了對擺長約為1 m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標(biāo)原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是__________。（填字母代號）

A.B.C.D.

（3）如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1m的單擺。實驗時，由于僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺。于是他先使擺球自然下垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點，測出單擺的周期T1；然后保持懸點位置不變，設(shè)法將擺長縮短一些，再次使擺球自然下垂，用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點，并測出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上的兩標(biāo)記點之間的距離△L。用上述測量結(jié)果，寫出重力加速度的表達式____________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】同學(xué)們利用如圖所示方法估測反應(yīng)時間。

首先，甲同學(xué)捏住直尺上端，使直尺保持豎直狀態(tài)，直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間。當(dāng)乙看見甲放開直尺時，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度讀數(shù)為，則乙同學(xué)的反應(yīng)時間為 （重力加速度為）。

基于上述原理，某同學(xué)用直尺制作測量反應(yīng)時間的工具，若測量范圍為0～0.4s，則所用直尺的長度至少為 cm（取10m/s2）；若以相等時間間隔在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時間的刻度線，則每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是 的（選填“相等”或“不相等”）.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象。如圖，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上，線圈A和電池連接，線圈B用導(dǎo)線連通，導(dǎo)線下面平行放置一個小磁針。實驗中可能觀察到的現(xiàn)象是 (　　)

A. 線圈A和電池連接瞬間，小磁針會偏轉(zhuǎn)

B. 線圈A和電池斷開瞬間，小磁針不偏轉(zhuǎn)

C. 線圈B匝數(shù)較少時小磁針不偏轉(zhuǎn)，匝數(shù)足夠多時小磁針會偏轉(zhuǎn)

D. 用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉(zhuǎn)，用十節(jié)電池作電源小磁針會偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組的同學(xué)們在學(xué)習(xí)了動能定理以后，嘗試用如圖所示的裝置來驗證動能定理。打點計時器接在頻率為f的交流電源上，實驗前已測出砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M

（1）掛砝碼和砝碼盤前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至輕推小車觀察到_____

（2）掛上砝碼和砝碼盤后，按實驗要求打出圖中紙帶、其中O為起始點，依次每隔5個點為一個計數(shù)點，A、B、C、D、E為紙帶上選取的連續(xù)5個清晰的計數(shù)點，測量出A、C、E計數(shù)點到O點的距離分別為x1、x2、x3，則打下C點時小車的速度vc＝_____

（3）若將砝碼和砝碼盤的重力視為小車受到的拉力，從O到C的過程中，只要表達式_____成立即驗證了動能定理

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，B球就水平飛出，同時A球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面；如圖乙所示的實驗：將兩個完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平。把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板連接，則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2，這兩個實驗說明______ 。

A．甲實驗只能說明平拋運動在豎直方向做自由落體運動

B．乙實驗只能說明平拋運動在水平方向做勻速直線運動

C．不能說明上述規(guī)律中的任何一條

D．甲、乙二個實驗均能同時說明平拋運動在水平、豎直方向上的運動性質(zhì)

(2)關(guān)于“研究物體平拋運動”實驗，下列說法正確的是______

A．小球與斜槽之間有摩擦?xí)龃髮嶒炚`差

B．安裝斜槽時其末端切線應(yīng)水平

C．小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放

D．小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些

E．將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行

F．在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O，作為小球做平拋運動的起點和所建坐標(biāo)系的原點

(3)如圖丙是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則此小球作平拋運動的初速度為______m/s。（g取9.8m/s2）

(4)在另一次實驗中，該同學(xué)沒有記下小球做平拋運動的拋出點，只記錄下了如圖丁所示的a、b、c三點，則：（g取10m/s2）

①小球平拋運動的初速度為______ m/s

②小球運動到b點的速度為______ m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上，從t=0時刻開始，受到水平外力F作用，如圖所示．下列判斷正確的是（ ）

A．第2 s內(nèi)外力所做的功是4 J

B．0～2 s內(nèi)外力的平均功率是4 W

C．第2 s末外力的瞬時功率最大

D．第1 s末與第2 s末外力的瞬時功率之比為9：4

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