(9分)、我國南方大部分省區(qū)曾經(jīng)遭遇了罕見的雪災(zāi),此次災(zāi)害過程造成17個(gè)省(區(qū)、市、兵團(tuán))不同程度受災(zāi)。尤其是雪災(zāi)天氣造成輸電線被厚厚的冰層包裹(如圖甲),使相鄰兩個(gè)鐵塔間的拉力大大增加,導(dǎo)致鐵塔被拉倒、壓塌(如圖乙),電力設(shè)施被嚴(yán)重?fù)p毀,給這些地方群眾的生產(chǎn)生活造成了極大不便和巨大損失。當(dāng)若干相同鐵塔等高、等距時(shí),可將之視為如圖所示丙的結(jié)構(gòu)模型。已知鐵塔(左右對稱)質(zhì)量為,塔基寬度為d。相鄰鐵塔間輸電線的長度為L,其單位長度的質(zhì)量為,輸電線頂端的切線與豎直方向成角。已知冰的密度為,設(shè)冰層均勻包裹輸電線上,且冰層的橫截面為圓形,其半徑為R(輸電線的半徑可忽略)
求(l)因?yàn)楸鶎影總(gè)鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少?
(2)被冰層包裹后,輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的張力
(1)(2)最高點(diǎn)最低點(diǎn)
解析試題分析:(1)相鄰鐵塔間輸電線上結(jié)冰的體積為,冰的質(zhì)量
根據(jù)受力平衡,每個(gè)塔收到兩個(gè)拉力F,每根輸電線受到兩個(gè)拉力,根據(jù)相互作用
對輸電線分析可得兩個(gè)拉力的合力為輸電線重力,同樣對塔受力分析,兩個(gè)拉力F合力也等于輸電線重力。
所以結(jié)冰后塔受到的壓力增加值等于冰的質(zhì)量即
(2)對一根輸電線受力分析,受到重力和兩個(gè)拉力作用,受力分析如下圖,根據(jù)對稱性,兩個(gè)拉力大小相等,根據(jù)力合成的矢量法則則有,即得最高點(diǎn)拉力
最低點(diǎn),輸電線趨于水平,繩子最低點(diǎn)張力即等于最高點(diǎn)拉力的水平分力。因此最低點(diǎn)張力
考點(diǎn):共點(diǎn)力的平衡
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m,金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在的平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 Ω的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5 Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10 m/s2.已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,
求:(1)通過導(dǎo)體棒的電流;
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大;
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖所示,平面直角坐標(biāo)系的y軸豎直向上,x軸上的P點(diǎn)與Q點(diǎn)關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對稱,距離為2a。有一簇質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電微粒,在xoy平面內(nèi),從P點(diǎn)以相同的速率斜向右上方的各個(gè)方向射出(即與x軸正方向的夾角θ,0°<θ<90°),經(jīng)過某一個(gè)垂直于xoy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域后,最終會(huì)聚到Q點(diǎn),這些微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于y軸對稱。為使微粒的速率保持不變,需要在微粒的運(yùn)動(dòng)空間再施加一個(gè)勻強(qiáng)電場。重力加速度為g。求:
(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小和方向;
(2)若一個(gè)與x軸正方向成30°角射出的微粒在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑也為a,求微粒從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間t;
(3)若微粒從P點(diǎn)射出時(shí)的速率為v,試推導(dǎo)微粒在x>0的區(qū)域中飛出磁場的位置坐標(biāo)x與y之間的關(guān)系式。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量為M的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面傾角為θ,質(zhì)量為m的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間,A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài),求地面對三棱柱的支持力和摩擦力各為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量為0.78kg的金屬塊放在水平桌面上,在與水平方向成37°角斜向上、大小為3.0N的拉力F作用下,以4.0m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2。
求:(1)金屬塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)如果從某時(shí)刻起撤去拉力,則撤去拉力后金屬塊在桌面上還能滑行多遠(yuǎn)?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
在豎直平面內(nèi)固定一半徑為的金屬細(xì)圓環(huán),質(zhì)量為的金屬小球(視為質(zhì)點(diǎn))通過長為的絕緣細(xì)線懸掛在圓環(huán)的最高點(diǎn).當(dāng)圓環(huán)、小球都帶有相同的電荷量(未知)時(shí),發(fā)現(xiàn)小球在垂直圓環(huán)平面的對稱軸上處于平衡狀態(tài),如圖所示.已知靜電力常量為,則有( )
A.繩對小球的拉力 |
B.電荷量 |
C.繩對小球的拉力 |
D.電荷量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(15分)如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ = 37°角,下端連接阻值為R=2Ω的電阻。磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T。質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)判斷金屬棒下滑過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向;
(2)求金屬棒下滑速度達(dá)到5m/s時(shí)的加速度大;
(3)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),求電阻R消耗的功率。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖所示,在傾角為30°的光滑斜面上,一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定在固定擋板C上,另一端連接一質(zhì)量為m的物體A,—輕細(xì)繩通過定滑輪,一端系在物體A上,另一端有一細(xì)繩套,細(xì)繩與斜面 平行,物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)在細(xì)繩套上輕輕掛上一 個(gè)質(zhì)量也為m的物體B,A將在斜面上做簡諧運(yùn)動(dòng)。試求:
(1)物體A的振幅;
(2)物體A的最大速度值;
(3)物體B下降到最低點(diǎn)時(shí),細(xì)繩對物體B的拉力值。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
物理學(xué)在揭示現(xiàn)象本質(zhì)的過程中不斷發(fā)展,下列說法正確的是
A.通電導(dǎo)線受到的安培力,實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)電荷受到洛侖茲力的宏觀表現(xiàn) |
B.穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化時(shí)電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,是因?yàn)樽兓艌鲈谥車a(chǎn)生了電場使電荷定向移動(dòng) |
C.磁鐵周圍存在磁場,是因?yàn)榇盆F內(nèi)有取向基本一致的分子電流 |
D.踢出去的足球最終要停下來,說明力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 |
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