(2006?松江區(qū)二模)如圖所示,傾角θ=30°、寬度L=1m的足夠長為U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、范圍充分大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上.現(xiàn)用一平行導(dǎo)軌的牽引力F,牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1Ω、垂直導(dǎo)軌的金屬棒ab,由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直,不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦).問:
(1)若牽引力為恒力,且F=9N,求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1
(2)若牽引力功率恒為72W,求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v2
(3)若金屬棒受向上拉力在斜面導(dǎo)軌上達(dá)到某一速度時(shí),突然撒力,此后金屬棒又前進(jìn)了0.48m,其間,即從撒力至棒速為0時(shí)止,金屬棒發(fā)熱1.12J.問撒力時(shí)棒速v3多大?
分析:(1)在恒力作用下,由平衡方程列式,即可求解;
(2)在恒定功率作用下,由F=
P
v
與平衡方程可列式求解;
(3)在撤去后滑行過程中,由能量守恒定律,即可求解.
解答:解:(1)恒力拉動(dòng)到勻速時(shí):
由平衡方程:F=mgsinθ+BIL
9=mgsinθ+
B2L2v1
R
 
解得υ1=8m/s
(2)恒功率拉動(dòng)到勻速時(shí):
平衡方程,F(xiàn)=
P
v2
=mgsinθ+
B2L2v2
R

得υ2=8m/s。é2=-9m/s舍去)
(3)設(shè)撤力后棒向前滑行的最大距離為S,此過程發(fā)熱Q,則
1
2
32=mgSsinθ+Q
解得:υ3=4m/s
答:(1)若牽引力為恒力,且F=9N,則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度8m/s;
(2)若牽引力功率恒為72W,則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度8m/s;
(3)若金屬棒受向上拉力在斜面導(dǎo)軌上達(dá)到某一速度時(shí),突然撒力,此后金屬棒又前進(jìn)了0.48m,其間,即從撒力至棒速為0時(shí)止,金屬棒發(fā)熱1.12J.則撒力時(shí)棒速v3為4m/s.
點(diǎn)評(píng):本題考查在恒力與恒定功率作用下的兩種情況的勻速運(yùn)動(dòng),從而計(jì)算求得速度,注意要舍去不符合題意的結(jié)果.并運(yùn)用能量守恒定律來解題,從而培養(yǎng)學(xué)生解題能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2006?松江區(qū)二模)在如圖的電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向下滑動(dòng)時(shí),A、B兩燈亮度的變化情況為(  )

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(2006?松江區(qū)二模)在一個(gè)水平面上建立x軸,在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=6×105 N/C,方向與x軸正方向相同,在O處放一個(gè)質(zhì)量m=10g帶負(fù)電荷的絕緣小物塊,其帶電量q=5×10-8 C.小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0=2m/s,如圖所示.試求:
(1)小物塊沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)離O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離;
(2)小物塊最終停止時(shí)的位置.

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(2006?松江區(qū)二模)利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以測(cè)量快速變化的力的瞬時(shí)值.右圖是用這種方法獲得的彈性繩中拉力F隨時(shí)間的變化圖線.實(shí)驗(yàn)時(shí),把小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處,然后放手讓小球自由下落.由此圖線所提供的信息,以下判斷正確的是( 。

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(2006?松江區(qū)二模)學(xué)過單擺的周期公式以后,物理興趣小組的同學(xué)們對(duì)鐘擺產(chǎn)生了興趣,老師建議他們先研究用厚度和質(zhì)量分布均勻的方木塊(如一把米尺)做成的擺(這種擺被稱為復(fù)擺),如圖所示.讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng),C點(diǎn)為重心,板長為L,周期用T表示.
甲同學(xué)猜想:復(fù)擺的周期應(yīng)該與板的質(zhì)量有關(guān).
乙同學(xué)猜想:復(fù)擺的擺長應(yīng)該是懸點(diǎn)到重心的距離L/2.
丙同學(xué)猜想:復(fù)擺的擺長應(yīng)該大于L/2.理由是:若OC段看成細(xì)線,線栓在C處,C點(diǎn)以下部分的重心離O點(diǎn)的距離顯然大于L/2.
為了研究以上猜想是否正確,同學(xué)們進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)探索:
(1)把兩個(gè)相同的木板完全重疊在一起,用透明膠(質(zhì)量不計(jì))粘好,測(cè)量其擺動(dòng)周期,發(fā)現(xiàn)與單個(gè)木板擺動(dòng)時(shí)的周期相同,重做多次仍有這樣的特點(diǎn).則證明了甲同學(xué)的猜想是
錯(cuò)誤
錯(cuò)誤
的(選填“正確”或“錯(cuò)誤”).
(2)用T0表示板長為L的復(fù)擺看成擺長為L/2單擺的周期計(jì)算值(T0=2π
L/2
g
),用T表示板長為L復(fù)擺的實(shí)際周期測(cè)量值.計(jì)算與測(cè)量的數(shù)據(jù)如下表:
板長L/cm 25 50 80 100 120 150
周期計(jì)算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
周期測(cè)量值T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
由上表可知,復(fù)擺的等效擺長
大于
大于
L/2(選填“大于”、“小于”或“等于”).

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(2006?松江區(qū)二模)如圖所示,在粗糙水平板上放一個(gè)物塊,使水平板和物塊一起在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng).a(chǎn) b為水平直徑,c d為豎直直徑,在運(yùn)動(dòng)中木板始終保持水平,物塊相對(duì)于木板始終靜止,則( 。

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