题目列表(包括答案和解析)
如图甲所示,两个足够长且电阻不计的光滑金属轨道,间距L=1 m,在左端斜轨道部分高h=1.25 m处放置一金属杆a,斜轨道与平直轨道区域以光滑圆弧连接,在平直轨道右端放置另一金属杆b,杆a、b的电阻分别为Ra=2 Ω、Rb=4 Ω.在平面轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=2 T,现杆b以初速度v0=5 m/s开始向左滑动,同时由静止释放杆a.从a下滑到水平轨道时开始计时,a、b杆运动的速度-时间图象如图乙所示.其中ma=2 kg,mb=1 kg,g=10 m/s2,以a的运动方向为正.求:
(1)当杆a在水平轨道上的速度为3 m/s时,杆b的加速度为多少?
(2)在整个运动过程中杆b上产生的焦耳热.
(3)杆a在斜轨道上运动的时间内杆b向左移动的距离.
(10分)跳高是体育课常进行的一项运动。小明同学身高1.70 m,质量为60 kg,在一次跳高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.40 s竖直跳离地面。设他蹬地的力大小恒为1050 N,其重心上升可视为匀变速直线运动。求小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量。(不计空气阻力,取 g=10 m/s2。)
某同学进行如下计算:
小明起跳蹬地过程中,受到地面弹力F作用,向上做匀加速运动。因为地面的弹力F与蹬地的力F¹是作用力和反作用力,因此有:F=F¹=1050N(1)
根据牛顿第二定律,有:F=ma (2)
经过t=0.4s跳离地面时的速度为v=at (3)
起跳后人做竖直上抛运动,设上升的最大高度为h,则:v2=2gh(4)
在最高点,动能为零,机械能的增加量为ΔE=ΔEP=mgh(5)
联立以上各式既可求解。
你认为该同学的解答是否正确?如果认为正确,请求出结果;如果认为不正确,请说明理由并作出正确解答。
(7分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮,B下端连接纸带,纸带穿过固定的打点计时器。用天平测出A、B两物块的质量mA=300g、mB=100g,mA从高处由静止开始下落,mB拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知打点计时器计时周期为T=0.02s,则
(1)在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=________J,系统势能的减小量△EP=________J,由此得出的结论是___________;(重力加速度g取9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
(2)用v表示物块A的速度,h表示物块A下落的高度。若某同学作出-h图像如图,可求出当地的重力加速度g=_________ m/s2。
(3) 如图甲所示,质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动.当t=0时,质量mA=2kg的小铁块A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小车,A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2。若A最终没有滑出小车,取水平向右为正方向,g=10m/s2,求:
①A在小车上停止运动时,小车的速度大小
②在图乙所示的坐标纸中画出1.5 s内小车B运动的速度一时间图象.
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