两支完全相同的光滑直角弯管,如图所示放置.现有两只相同小球a和同时从管口由静止滑下,问谁先从下端的出口掉出?
答案:a球先从下端的出口掉出 解析:利用速率图象进行分析.根据拐角处的高低,首先可以确定小球到达拐角处的速率v1>v2,而两小球到达出口时的速率v相等.又由题意可知两球经历的总路程s相等,根据图中管的倾斜程度,小球a第一阶段的加速度跟小球第二阶段的加速度大小相同(设为a1);小球a第二阶段的加速度跟小球第一阶段的加速度大小相同(设为a2),显然有a1>a2.根据这些物理量大小的分析,在同一个vt图象(速率-时间图象)中两球速率曲线下所围的面积应该相同,且末状态速率也相同(纵坐标相同).开始时,a球曲线的斜率大,由于两球两阶段加速度对应相等,如果同时到达(经历时间为t1)则必然有s1>s2,显然不合理.考虑到两球末状态速率相等(图中v),两球的速率图象只能如图所示.因此有t1<t2,即a球先从下端的出口掉出. |
本题只要定性比较两小球运动的时间,而不需要计算两小球到达出口处的具体时间,因而选用了图象法进行分析.运用图象分析物理问题,往往能收到事半功倍的效果.另外,需要特别指出的是:上图是速率图象,而不是速度图象,图线与时间轴之间的四边形面积表示路程而不是位移. |
科目:高中物理 来源:高中物理复习题 题型:038
如图所示,M,N及M',N'是两组平行的光滑金属导轨,都水平放置,M,N在M',N'的上方,二者如图所示连接着,间距分别为d及d/3.空间有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小是B.A.b是两根质量都是m,长度、电阻都相同的金属棒,分别放在两导轨上,并都与导轨垂直,其中a棒用两条长为l的细线悬挂在支架上,线伸直且棒与导轨接触良好.现将a棒向右拉,使两线伸直且处于水平位置,从静止释放,a摆下与导轨接触后继续向左摆动,至最大高度时用手接住,此时线与竖直方向的夹角为60°.求
(1)当a离开导轨后,b棒的运动速度大小及方向.
(2)若导轨电阻不计,由于电磁辐射而损耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳热.
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,M,N及M',N'是两组平行的光滑金属导轨,都水平放置,M,N在M',N'的上方,二者如图所示连接着,间距分别为d及d/3.空间有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小是B.A.b是两根质量都是m,长度、电阻都相同的金属棒,分别放在两导轨上,并都与导轨垂直,其中a棒用两条长为l的细线悬挂在支架上,线伸直且棒与导轨接触良好.现将a棒向右拉,使两线伸直且处于水平位置,从静止释放,a摆下与导轨接触后继续向左摆动,至最大高度时用手接住,此时线与竖直方向的夹角为60°.求
(1)当a离开导轨后,b棒的运动速度大小及方向.
(2)若导轨电阻不计,由于电磁辐射而损耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳热.
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