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(16分)如图,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.45m,C点与一倾角为°的光滑斜面连接,质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数,取g=10m/s2.求:

       (1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力:

       (2)小滑块到达C点时速度的大小:

       (3)小滑块从C点运动到地面所需的时间.

⑴设滑块到B点速度为VB,由机械能守恒

         (2分)

在B点:   (2分)

N=3mg=30N              (1分)

由牛顿第三定律,滑块在B点对圆弧的压力大小为30N       (1分)

⑵由动能定理,            (2分)

                (2分)

⑶滑块离开C点后做平抛运动,设其下落h的时间为t,则

        (2分)

得t=0.3s

t=0.3s内滑块的水平位移x=vct=12m  (1分)

而斜面的水平长度

,(2分)

所以小滑块从C点运动到地面所需的时间为0.3s    (1分)

练习册系列答案
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(2008?海淀区二模)图甲是高频焊接的原理示意图.将半径r=0.10m的待焊接环形金属工件放在线圈中,然后在线圈中通以高频变化的电流,线圈产生垂直于工件平面的匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面向里,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示.工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3Ω?m-1,焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍.焊接的缝宽非常小,不计温度变化对电阻的影响.要求:
(1)在0~2.0×10-2s和2.0×10-2s~3.0×10-2s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大;
(2)在0~2.0×10-2s和2.0×10-2s~3.0×10-2s时间内环形金属工件中感应电流的大小,并在图丙中定量画出感应电流随时间变化的i-t图象(以逆时针方向电流为正).

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(2007?肇庆二模)某研究性学习小组,为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究.如图为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝电阻较大;一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示).细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触.
(1)已知电源的电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U

(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下的实验:
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数.
表一  球半径r=0.50cm
风速(m/s) 10 15 20 30
电压表示数(V) 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一数据可知:在球半径一定的情况下,风力大小与风速的关系是
风力大小与风速成正比
风力大小与风速成正比

实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在球半径不同情况下电压表的示数.
表二  风速v=10m/s
球半径(cm) 0.25 0.50 0.75 1.00
电压表示数(V) 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二数据可知:在风速一定的情况下,风力大小与球半径的关系是
成正比
成正比
.(球体积公式V=
4
3
πr3

(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为
F=kvr,式中k为常数
F=kvr,式中k为常数

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示).在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T,线圈的电阻为R1=0.50Ω,它的引出线接有R2=9.5Ω的小电珠L.外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠.当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正,忽略左右往复运动的转换时间).求:
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(1)线圈运动时产生的感应电动势E的大小;
(2)线圈运动时产生的感应电流I的大小,并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象,至少画出0~0.4s的图象(在图甲中取电流由C向上通过电珠L到D为正);
(3)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小;
(4)该发电机的输出功率P.

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试求:

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(1)摩擦力对物块做的功;

(2)小物块经过D点时对轨道压力的大小;

(3)倾斜挡板与水平面间的夹角θ。

 

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