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如图所示,两根间距为L=1m的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨左端有宽度为d=2m,方向竖直向上的匀强磁场i,右端有另一磁场ii,其宽度为d,但方向竖直向下,两者B均为1T,有两根质量均为m=1kg,电阻均为R=1Ω,的金属棒a与b与导轨垂直放置,b棒置于磁场ii中点C,D处,导轨除C,D外(对应距离极短)其余均为光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为自重的0.2倍,a棒从弯曲导轨某处由静止释放,当只有一根棒做切割磁感线运动时,它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比,即Δv∝Δx
(1)若棒a从某一高度释放,则棒a进入磁场i时恰能使棒b运动,判断棒b运动方向并求出释放高度;
(2)若将棒a从高度为0.2m的某处释放结果棒a以1m/s的速度从磁场i中穿出求两棒即将相碰时棒b所受的摩擦力;
(3)若将棒a从高度1.8m某处释放经过一段时间后棒a从磁场i穿出的速度大小为4m/s,且已知棒a穿过磁场时间内两棒距离缩短2.4m,求棒a从磁场i穿出时棒b的速度大小及棒a穿过磁场i所需的时间(左为a,右为b)

(1)h=0.8m
(2)0.25N
(3)t=0.5s

⑴由右手定则可以得到棒a的在靠近我们一侧,所以棒b的电流向里。由左手定则可以得到棒b受到的安培力向左,则b要动也得向左动。
对b:BIL=μmg    I="E/2R    "
对a:E=BLV
由上面三个式子得到:V=4m/s
对a下落动能定理:得到h=0.8m
⑵现在高度为0.2m小于第一问中的0.8m,即棒a进入磁场i的速度达不到让棒b运动的情况,所以相碰之前b一直没有动。
对a下落动能定理:得到v=2m/s
对a下落动能定理:得到h=0.8m
对a穿过磁场i:Δv=kΔx  得到
对a进入磁场ii到相碰:Δv/=kΔx/得到碰时速度V/为0.5m/s
此时算出电动势0.5V、电流0.25A、安培力0.25A最终得到静摩擦力为0.25N
⑶现在高度为1.8m大于第一问中的0.8m,即棒a进入磁场i的速度达到让棒b运动的情况,所以b动了。题中说“已知棒a穿过磁场时间内两棒距离缩短2.4m”推出b向左运动了0.4m
对a下落动能定理:得到=6m/s
对a对穿越磁场i过程动能定理:
对b运动过程动能定理:
解得:vb=2m/s
对a对穿越磁场i过程动量定理:
   得t=0.5s
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(10分)如图所示, 小滑块A(可视为质点)叠放在长L= 0.52的平板B左端, B放在水平面上, AB两物体通过一个动滑轮相连, 动滑轮固定在墙上, 滑轮的质量及摩擦不计, A的质量 =1.0kg , B的质量 = 3.0kg , AB之间及B与水平面的动摩擦因数m= 0.25, 现用一个水平向左的恒力FB, 经t= 2.0s后A滑离B, 求拉力F的大小. (取g =10m/s2 )    
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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(1)小物块沿圆弧上升的最大高度;
(2)小物块再次回到B点时的速度大小;
(3)小物块从最高点返回后与车的速度相同时,小物块距B端多远。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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求:(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
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(3)小物块落地点与桌边B的水平距离。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

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A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小
B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变
C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变
D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

几位同学在网上查到在弹性限度内弹簧的弹性势能与弹簧的形变量x之间的关系为,于是他们设想,让弹簧的弹性势能全部释放出来推动物体沿不光滑的水平面运动,测量对应弹簧不同压缩量下物体滑行的距离,就可以定性地验证这一结论,他们设计了如下实验:将带有挡板的表面处处粗糙程度相同的木板固定在水平桌面上,将一根很轻的弹簧(约14cm),一端固定在挡板上,将一个做有标记的物块紧贴弹簧放置在弹簧原长处,并在木板侧面平行木板固定一长条硬纸板,将物块的标记位置记录在纸板上,记作O,并以O为坐标原点,以平行木板方向建立x轴,在x轴上O 点的左侧用刻度尺自O点向左每间隔1cm做出刻度线,记作x0=-1cm、-2cm。并将刻度尺固平行固定在木板侧面,并使其0雇刻线与O点重合,在进行实验时,使弹簧的压缩量以1cm递增,释放物块,并记录物块最终停止运动时标记所在的位置,用刻度尺测量出该位置距离O点的距离,记作x1,记录的数据如图所示;

次数n/次
1
  2
  3
  4
  5
  6
7
  8
  9
x0/cm
  -1
  -2
  -3  
  -4
 - 5
  -6
  -7
  -8
  -9
x1/cm
-0.90
-0.20
 0.60
 2.40
  5.00
 
12.60
17.58
21.00
 
据此请回答:
小题1: (1) 第1、2组数据中的x1为负,表示的物理意义为___________________________________。
小题2: (2) 分析第3、4、5、组数据,于是他们得出结论______________________________________。
小题3: (3) 漏掉的第6组数据中的x1值,请你帮他们填在表中相应位置。
小题4:(4) 第9组数据明显有偏差的原因最可能是__________________________________________。
小题5: (5) 若上述关系式成立,且弹簧的劲度系数已测出为k,则我们可以用表中的合适数据来求出物块与木板间的动磨擦因数μ,则还需要的一个测量工具是_________________,须测量的物理量为______________________(并用字母表示),则μ值的表达式为_____________________(用有关物理量的字母表示)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一质量为2kg的物体沿倾角为30°的斜面从底端以初速度3m/s沿斜面向上滑去,滑至最高点后又返回,返回到底端时速度是1m/s,取重力加速度g=10m/s2,则物体上滑的最大高度为______m;物体与斜面间的摩擦因数μ为______,上升过程产生的内能为______J;返回低端瞬间的热功率为______W.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中,下列说法正确的是(  )
A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和
B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能
D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一个身高 2m 的跳高运动员在地球上起跳后身体横着越过横杆 , 跳高记录是 2m 。若 该运动员在月球上 , 起跳离地时竖直向上的速度与在地球上相同 , 把离地后的运动员看做质点 时 , 跳高记录估计可达多高 ( 结果保留至整数米 )? 运动员重心近似认为在身高的中点。月球 密度约为地球密度的 0.6, 月球半径约为地球半径的 0.27, 地球表面的重力加速度 g 取 1Om/s2

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同步练习册答案