【題目】如圖所示,平行傾斜光滑導(dǎo)軌與足夠長的平行水平光滑導(dǎo)軌平滑連接,導(dǎo)軌電阻不計。質(zhì)量分別為的金屬棒bc靜止放在水平導(dǎo)軌上,b、c兩棒均與導(dǎo)軌垂直。圖中de虛線以右有范圍足夠大、方向豎直向上的勻強磁場。質(zhì)量為的絕緣棒a垂直于傾斜導(dǎo)軌靜止釋放,釋放位置與水平導(dǎo)軌的高度差為h。已知絕緣棒a滑到水平導(dǎo)軌上與金屬棒b發(fā)生彈性正碰,金屬棒b進入磁場后始終未與金屬棒c發(fā)生碰撞。重力加速度為g。

求:(1)絕緣棒a與金屬棒b發(fā)生彈性正碰后分離時兩棒的速度;

(2)兩金屬棒b、c上最終產(chǎn)生的總焦耳熱;

(3)求金屬棒b進入磁場后,其加速度為其最大加速度的一半時的速度。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】試題分析:(1)a棒沿著斜面下滑過程只有重力做功,根據(jù)機械能守恒定律列式求出a棒滑到斜面底端時的速度;棒a與金屬棒b發(fā)生彈性正碰,根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律列式,可求得分離時兩棒的速度;(2)b棒獲得速度后向右做切割磁感線運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,在安培力作用下,b棒做減速運動,c棒做加速運動,最終bc兩棒以相同的速度勻速運動,由于系統(tǒng)的合外力為零,遵守動量守恒定律根據(jù)動量守恒定律列式求解共同速度,然后結(jié)合功能關(guān)系求解產(chǎn)生的總焦耳熱;(3)b棒剛進磁場的加速度最大.當(dāng)b棒加速度為最大值的一半時,根據(jù)系統(tǒng)的動量守恒和速度關(guān)系求解.

(1)a棒沿著斜面下滑的過程機械能守恒,則有

a棒與b棒發(fā)生彈性碰撞,取向右為正方向,由動量守恒定律得
根據(jù)機械能守恒有

解出碰后a、b兩棒的速度分別為

(2)最終b、c以相同的速度勻速運動.設(shè)共同速度為v.取向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律得

由能量守恒得

解出

(3)b棒剛進磁場的加速度最大.由動量守恒得

根據(jù),

知當(dāng)b棒加速度為最大值的一半時有

聯(lián)立得

練習(xí)冊系列答案
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【題目】小石塊從樓房陽臺邊緣做自由落體運動到達(dá)地面,把它在空中運動的時間分為相等的兩段,如果它在第一段時間內(nèi)位移大小是10m,則它在第二段時間內(nèi)位移大小是( )

A. 10m B. 20m C. 30m D. 40m

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【題目】如圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,A為水平放置的直導(dǎo)線的截面,導(dǎo)線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為FN1;當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時,磁鐵對斜面的壓力為FN2,則下列關(guān)于壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是(  )

A. FN1FN2,彈簧的伸長量減小

B. FN1FN2,彈簧的伸長量減小

C. FN1FN2,彈簧的伸長量增大

D. FN1FN2,彈簧的伸長量減小

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【題目】電場中有a、b兩點,已知φa=0V,φb=1500V,求:

(1)a、b兩點電勢差;

(2)如將帶電量為q-4×109C的點電荷從a移到b時,電場力做多少功;

(3)q-4×109C的點電荷在b點的電勢能.

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【題目】物體從靜止開始做直線運動,vt圖象如圖所示,則該物體(  )

A. 在第8 s末相對于起點的位移最大

B. 在第4 s末相對于起點的位移最大

C. 在第2 s末到第4 s末這段時間內(nèi)的加速度最大

D. 在第4 s末和第8 s末在同一位置上

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【題目】(1)利用電火花打點計時器測定小車做勻變速運動的加速度的實驗中,下述器材中不需要的是________(用代號表示)

①低壓交流電源、220 V交流電源 ③刻度尺、芡1怼、菪≤嚒、迬Щ喌拈L木板 ⑦紙帶、嗵炱健、犭娀鸹ù螯c計時器

(2)實驗時通過測量打點計時器在紙帶上打下的點跡來測算小車運動的加速度.該同學(xué)在實驗時得到6條紙帶在每條紙帶上取6個點,如圖所示,每兩個相鄰點的時間間隔T均為0.02 s.其中1、2、3點相鄰,4、56點相鄰,3點和4點之間還有若干個點.s11、3兩點的距離,s24、6兩點的距離,s32、5兩點的距離.

①測出s1、s2s3,計算打第2點時瞬時速度的表達(dá)式是v2________計算打第5點時瞬時速度的表達(dá)式是v5________,計算加速度的表達(dá)式是a________

②該同學(xué)測得的數(shù)據(jù)是s14.00 cm,s26.60 cms328.10 cm,根據(jù)數(shù)據(jù)求出a________

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【題目】一豎直彈簧下端固定于水平地面上,小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧的上端.如圖所示,經(jīng)幾次反彈后小球在彈簧上靜止于某一點A處,則(  )

A. h愈大,彈簧在A點的壓縮量愈大

B. 小球在A點的速度與h無關(guān)

C. 小球第一次到達(dá)最低點的壓縮量與h無關(guān)

D. 小球第一次到達(dá)最低點時彈簧的彈性勢能與h有關(guān)

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【題目】關(guān)于曲線運動,下列說法中正確的是( 。

A. 變速運動一定是曲線運動

B. 做曲線運動的物體所受的合外力一定不為零

C. 曲線運動一定是變加速的運動

D. 曲線運動的速度方向可以是不變的

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A. 電場強度大的地方電勢一定高

B. 電勢降低的方向就是場強方向

C. 電勢為零的地方電場強度也一定為零

D. 電場強度大小相同的點電勢可能不同

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