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【題目】如圖所示,有兩根足夠長的平行光滑導軌水平放置,右側用一小段光滑圓弧和另一對豎直光滑導軌平滑連接,導軌間距。細金屬棒垂直于導軌靜止放置,它們的質量均為,電阻均為。棒右側處有一垂直于導軌平面向下的矩形勻強磁場區(qū)域,磁感應強度,磁場區(qū)域長為。以棒的初始位置為原點,向右為正方向建立坐標系,F用向右的水平變力作用于棒上,力隨時間變化的規(guī)律為,作用后撤去。撤去之后棒與棒發(fā)生彈性碰撞,棒向右運動。金屬棒與導軌始終接觸良好,導軌電阻不計,空氣阻力不計,重力加速度,求:

(1)撤去力的瞬間,棒的速度大;

(2),求棒滑上右側豎直導軌,距離水平導軌的最大高度;

(3)若可以通過調節(jié)磁場右邊界的位置來改變的大小,求棒最后靜止時的位移的關系。

【答案】(1)8m/s;(2)1.8m(3)見解析

【解析】

(1)4 s內的平均作用力

由動量定理得

t=mv1

所以

v1=8 m/s

(2)ab棒與cd棒質量相等,發(fā)生彈性碰撞后,ab棒靜止,cd棒速度為v1,設cd棒離開磁場時的速度為v2,由動量定理得

所以

上升的高度

(3)分三種情況:如果s足夠大,cd棒在磁場內運動的距離為d,則

s4m時,cd棒不能穿出磁場,停在磁場內,位移為

x=d+1m=5 m

②當2ms<4 m時,cd棒穿過磁場后經豎直軌道返回,若仍沒有穿過磁場,cd棒的位移為

x=2s-d+1 m=2s-3 m

③當0<s<2 m時,cd棒返回后穿過磁場,與ab棒發(fā)生彈性碰撞后靜止。cd棒的位移為

x=0 m

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個實驗小組做了如下兩個實驗,請回答下列問題:

一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中,使用兩條不同的輕質彈簧a和b,得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示。下列表述正確的是

Aa的原長比b的長

Ba的勁度系數比b的大

Ca的勁度系數比b的小

D測得的彈力與彈簧的長度成正比

一個實驗小組利用圖甲實驗裝置探究“求合力的方法”實驗

1下列說法中正確的是

A在測量同一組數據F1、F2和合力F的過程中,橡皮條結點O的位置不能變化

B彈簧測力計拉細線時,拉力方向必須豎直向下

CF1、F2和合力F的大小都不能超過彈簧測力計的量程

D為減小測量誤差,F1、F2方向間夾角應為90°

2彈簧測力計的指針如圖乙所示,由圖可知拉力的大小為 N

3本實驗采用的科學方法是

A理想實驗法 B控制變量法

C等效替代法 D建立物理模型法

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】人們發(fā)現,不同的原子核,其核子的平均質量(原子核的質量除以核子數)與原子序數有如圖所示的關系。下列關于原子結構和核反應的說法正確的是( 。

A.由圖可知,原子核聚變成原子核時會有質量虧損要釋放能量

B.由圖可知,原子核裂變成原子核時會有質量虧損要釋放能量

C.已知原子核裂變成原子核和時放出的射線能使某金屬板逸出光,若增加射線強度,則逸出光電子的最大初動能增大

D.在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了增加核反應速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗室利用打點計時器研究小滑塊的運動情況,打出如圖所示的紙帶,其中紙帶B端與滑塊相連接,計時器接在頻率為50Hz的交流電源上.請回答下列問題:

1)紙帶中AB段運動的時間為

2)根據紙帶請判斷該滑塊的運動屬于 (填勻速、勻加速勻減速)直線運動.

3)從紙帶可以測出A、B兩點問的距離為 ,滑塊的加速度大小為 m/s2(計算結果保留三位有效數字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學在測定勻變速直線運動的加速度時,得到了幾條較為理想的紙帶,并在每條紙帶上每5個計時點取一個計數點,依打點先后編為0、1、2、34、5.由于不小心,紙帶被撕斷,部分缺失,如圖所示.請根據給出的A、B、C、D四段紙帶回答:

1)從紙帶A上撕下的那段應該是B、C、D三段紙帶中的_______(填字母代號)

2)打紙帶A時,物體的加速度大小是_______m/s2;打計數點1時,物體的速度大小是______m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲是某電場中的一條電場線,A、B是這條電場線上的兩點,若將一負電荷從A點自由釋放,負電荷沿電場線從AB運動過程中的速度圖象如圖乙所示,比較A、B兩點電勢的高低和場強大小可知(  )

A.AB

B.AB

C.EAEB

D.EAEB

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一名消防隊員在模擬演習訓練中,沿著長為12m的豎立在地面上的鋼管下滑.已知這名消防隊員的質量為60kg,他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時速度恰好為零.如果他加速時的加速度大小是減速時的2倍,下滑的總時間為3s,g10m/s2,那么該消防隊員( 。

A. 下滑過程中的最大速度為4m/s

B. 加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為1:7

C. 加速與減速過程的位移之比為1:4

D. 加速與減速過程的時間之比為2:1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質量的理想氣體的狀態(tài)發(fā)生變化,經歷了圖示ABCA的循環(huán)過程,則(  )

A.氣體在A狀態(tài)時的溫度等于氣體在B狀態(tài)時的溫度

B.從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中,氣體經歷的是等壓變化

C.從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中,氣體分子平均動能增大

D.從狀態(tài)C變化到狀態(tài)A的過程中,氣體的溫度逐漸減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于磁通量的說法,正確的是( 。

A. 在磁場中穿過某一面積的磁感線條數,就叫穿過這個面積的磁通量

B. 在磁場中只有垂直穿過某一面積的磁感線條數,才叫穿過這個面積的磁通量

C. 在磁場中某一面積與該磁感應強度的乘積,就叫穿過這個面積的磁通量

D. 在磁場中穿過某一面積的磁感線條數與該面積的比值叫磁通量

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