【題目】如圖所示空間存在一個(gè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)區(qū)域磁場(chǎng)上邊界水平以為坐標(biāo)原點(diǎn),為軸,豎直向下為軸建立坐標(biāo)系,磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在方向保持不變,軸方向按=變化,為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為、電阻為、邊長為的單匝正方形線框從圖示位置(在坐標(biāo)原點(diǎn))以大小為的速度沿軸正方向拋出,拋出時(shí)邊和軸重合,邊和軸重合,運(yùn)動(dòng)過程中線框始終處于平面內(nèi),且邊始終平行于軸,磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,重力加速度為。若經(jīng)過一段時(shí)間后線框的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圖中位置時(shí),線框在豎直方向恰好勻速運(yùn)動(dòng),求:
(1)線框在豎直方向上的最終速度大;
(2)在線框的點(diǎn)由位置運(yùn)動(dòng)到位置過程中,所受安培力的沖量大小和線框中產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)再經(jīng)過時(shí)間,線框的點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
【答案】(1);(2);;(3)。
【解析】
(1)正方形線框從圖示位置(在坐標(biāo)原點(diǎn))以大小為的速度沿軸正方向拋出,可把線框的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向,由分析可知,
水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后在豎直方向也做勻速直線運(yùn)動(dòng);
在豎直方向,設(shè)線框所受安培力大小為,由平衡條件有
①
根據(jù)安培力公式得
②
根據(jù)歐姆定律得
③
利用法拉第電磁感應(yīng)定律,有
④
聯(lián)立①②③④,得
(2)設(shè)線框的點(diǎn)由坐標(biāo)原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置所經(jīng)歷的時(shí)間為,
在水平方向有
=⑤
豎直方向,設(shè)安培力的沖量為,由動(dòng)量定理,
=⑥
聯(lián)立⑤⑥解得
在線框的點(diǎn)由運(yùn)動(dòng)到過程中,由能量守恒定律,有
整理得
=
(3)在以后的時(shí)間內(nèi),線框沿軸方向和軸方向均做勻速直線運(yùn)動(dòng)
=
=
故再經(jīng)過時(shí)間線框的點(diǎn)位置坐標(biāo)
==
==
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在水平地面上有相距為L的A、B兩點(diǎn),甲小球以v1=10 m/s的初速度,從A點(diǎn)沿與水平方向成30°角的方向斜向上拋出,同時(shí),乙小球以v2的初速度從B點(diǎn)豎直向上拋出。若甲在最高點(diǎn)時(shí)與乙相遇,重力加速度g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是
A.乙球的初速度v2不一定等于5 m/s
B.L為2.5 m
C.相遇前甲球的速度可能小于乙球的速度
D.甲球與乙球始終在同一水平面上
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(1)如圖為某小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),用閃光照相的方法獲得的相片的一部分,圖中背景方格的邊長為5cm,g=10m/s2,則
①小球平拋的初速度v0=______m/s;
②閃光頻率f=______Hz;
③小球過A點(diǎn)的速率vA=______m/s。
(2)下列哪個(gè)因素不會(huì)使“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)誤差增大______
A.小球與斜槽之間有摩擦
B.安裝斜槽時(shí)其末端切線不水平
C.建立坐標(biāo)系時(shí),以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)
D.根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí),在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較近
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,某位同學(xué)正在利用一彈性撐竿使人和船離岸,下列說法正確的是( )
A.竿對(duì)人的作用力大于人對(duì)竿的作用力,故人和船能離岸
B.人對(duì)竿的作用與岸對(duì)竿的作用力是一對(duì)作用力與反作用力
C.壓彎的竿在恢復(fù)原狀的過程中,對(duì)人和岸均有作用力
D.岸對(duì)人的作用力大于人對(duì)岸的作用力,故人和船能離岸
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了解決在完全失重的“天宮二號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙中測(cè)量物體質(zhì)量的問題某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)將輕彈簧的一端固定在豎直墻壁上,另一端用水平力壓彈簧,靜止時(shí)彈簧的壓縮量為,水平力的大小為,則輕彈簧的勁度系數(shù)=________,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為。
(2)現(xiàn)用物塊壓縮輕彈簧,壓縮量為后由靜止釋放物塊,物塊離開彈簧后,物塊上寬度為的速光條經(jīng)過光電門的時(shí)間為,則物塊通過光電門時(shí)的速度大小為________,物塊的質(zhì)量為________。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)“的實(shí)驗(yàn)中:
(1)下列措施中能減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施為_________(選填序號(hào))
A.斜槽軌道末端切線必須水平 B.斜槽軌道必須光滑
C.每次要平衡摩擦力 D.小球每次應(yīng)從斜槽同一位置靜止釋放
(2)小李同學(xué)得到的軌跡如圖所示,其中點(diǎn)為平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及圖中給出的數(shù)據(jù),可計(jì)算出小球平拋的初速度________,()
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是小明從寧波諾丁漢大學(xué)到寧波大學(xué)的手機(jī)導(dǎo)航部分截屏畫面,該地圖提供了三條可行線路及相應(yīng)的數(shù)據(jù),行駛過程中導(dǎo)航曾提示:“前方有測(cè)速,限速40公里”。下列說法正確的是( )
A.三條線路的位移不相等
B.“限速40公里”指的是限制汽車的平均速度
C.圖中顯示“40分鐘、17公里”分別指時(shí)間和路程
D.若研究轎車通過公交站牌的時(shí)間,可以把車看成質(zhì)點(diǎn)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(題文)如圖甲所示,輕彈簧豎直固定在水平面上,一質(zhì)量為m=0.2 kg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(nèi)),其速度v和彈簧壓縮量Δx之間的函數(shù)圖象如圖乙所示,其中A為曲線的最高點(diǎn),小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì),取g=10 m/s2,則下列說法正確的是( )
A. 小球剛接觸彈簧時(shí)速度最大
B. 當(dāng)Δx=0.3 m時(shí),小球處于超重狀態(tài)
C. 該彈簧的勁度系數(shù)為20.0 N/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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【題目】如圖所示是一種特殊的游戲裝置,是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,圓弧半徑為,末端處的切線方向水平,一輛玩具滑車從軌道的點(diǎn)處下滑,滑到點(diǎn)時(shí)速度大小為,從點(diǎn)飛出后落到水面上的點(diǎn)。已知它落到水面上時(shí)相對(duì)于點(diǎn)(點(diǎn)正下方)的水平距離。為了能讓滑車拋到水面上的更遠(yuǎn)處,有人在軌道的下方緊貼點(diǎn)安裝一水平傳送帶,傳送帶右端輪子的圓心與點(diǎn)的水平距離為,輪子半徑為(傳送帶的厚度不計(jì)),若傳送帶與玩具滑車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,玩具滑車的質(zhì)量為,不計(jì)空氣阻力(把玩具滑車作質(zhì)點(diǎn)處理),求
(1)玩具滑車到達(dá)點(diǎn)時(shí)對(duì)點(diǎn)的壓力大小。
(2)如果傳送帶保持不動(dòng),玩具滑車到達(dá)傳送帶右端輪子最高點(diǎn)時(shí)的速度和落水點(diǎn)位置。
(3)如果傳送帶是在以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)的(右端輪子順時(shí)針轉(zhuǎn)),試討論玩具滑車落水點(diǎn)與傳送帶速度大小之間的關(guān)系。
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