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20.有一质量为0.2kg的物块,从长为4m,倾角为30°光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下,斜面底端和水平面的接触处为很短的圆弧形,如图所示.物块和水平面间的滑动摩擦因数为0.2,求:(g取10m/s2
(1)物块在水平面能滑行的距离;
(2)物块克服摩擦力所做的功.

分析 (1)对物块运动的整个过程运用动能定理即可求解;
(2)根据摩擦力做功的公式即可求出摩擦力做的功,物块克服摩擦力所做的功等于摩擦力做功的绝对值.

解答 解:(1)对物块运动的整个过程运用动能定理得:
0-0=mglsin30°-μmgs
带入数据解得:s=10m
(2)整个过程中摩擦力做的功为:W=-μmgs
代入数据得;W=-4J
所以物块克服摩擦力所做的功为4J.
答:(1)物块在水平面能滑行的距离为10m;
(2)物块克服摩擦力所做的功为4J.

点评 本题考查了动能定理的直接应用,难度不大,既可以对运动过程中的某一阶段运用动能定理也可以对全过程应用.

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(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的ABC(填正确答案标号).
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B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量△x
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$.
(3)图乙中的直线是实验测量得到的s-△x图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,s-△x图线的斜率会减小(填“增大”“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s-△x图线的斜率会增大(填“增大”“减小”或“不变”).由图乙中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x的2次方成正比.

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B.电容器的带电荷量减小,减小量等于C△U
C.电压表的示数U和电流表的示数I的比值不变
D.电压表示数变化量△U和电流表示数变化量△I的比值不变

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请你分析一下,维尔金斯“永动机”能实现吗?

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12.超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图所示的模型:在水平面上相距L的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2且B1=B2=B;每个磁场的宽都是l,相间排列,所有这些磁场都以速度v向右匀速运动.这时跨在两导轨间的长为L宽为l的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为R,运动中所受到的阻力恒为f,则金属框的最大速度可表示为(  )
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