练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    7．如图所示，两根相同的平行金属直轨道竖直放置，上端用导线接一定值电阻，下端固定在水平绝缘底座上．底座中央固定一根弹簧，金属直杆ab通过金属滑环套在轨道上．在MNPQ之间分布着垂直轨道面向里的匀强磁场，现用力压杆使弹簧处于压缩状态，撤力后杆被弹起，脱离弹簧后进入磁场，穿过PQ后继续上升，然后再返回磁场，并能从边界MN穿出，此后不再进入磁场．杆ab与轨道的摩擦力大小恒等于杆重力的$\frac{5}{13}$倍．已知杆向上运动时，刚穿过PQ时的速度是刚穿过MN时速度的一半，杆从PQ上升的最大高度（未超过轨道上端）是磁场高度的n倍；杆向下运动时，一进入磁场立即做匀速直线运动．除定值电阻外不计其它一切电阻，已知重力加速度为g．求：
    （1）杆向上穿过PQ时的速度与返回PQ时的速度大小之比v1：v2；
    （2）杆向上、向下两次穿越磁场的过程中产生的电热之比Q1：Q2．

    分析 （1）对杆ab穿出PQ后上升和下降过程，分别运用动能定理列式，可求得v1与v2之比；
    （2）对于ab上升和下落的过程，分别运用动能定理列式，可求得克服安培力做功之比，即可得到产生的电热之比Q1：Q2

    解答 解：（1）设杆ab上升的最高点距PQ的距离为h，由动能定理有：
    上升阶段：-（mg+Ff）h=0-$\frac{1}{2}$mv12…①
    下降阶段：mgh-Ffh=$\frac{1}{2}$mv22-0…②
    Ff=$\frac{5}{13}mg$
    解得：v1：v2=3：2；
    （2）若杆ab上升的最高点距PQ的距离为h，则磁场高度为$\frac{h}{n}$，由动能定理得：
    -（mg+Ff）（h+$\frac{h}{n}$）-W1=0-$\frac{1}{2}$mv02
    同理，在返回阶段：（mg-Ff）（h+$\frac{h}{n}$）-W2=mv22-0
    联立上式解得：$\frac{{Q}_{1}}{{Q}_{2}}$=$\frac{{W}_{1}}{{W}_{2}}$=$\frac{9（3n-1）}{4}$；
    答：（1）杆向上穿过PQ时的速度与返回PQ时的速度大小之比v1：v2=3：2；
    （2）杆向上、向下两次穿越磁场的过程中产生的电热之比Q1：Q2=9（3n-1）：4

    点评 本题的过程比较复杂，是力学与电磁感应的综合，运用动能定理时，要注意明确所研究的物理过程，应用牛顿第二定律与安培力公式即可正确解题

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．两同心金属圆环，使内环A通以顺时针方向电流，现使其电流增大，则在大环B中（　　）
    A．有逆时针方向的感应电流，圆环B有向外扩张的趋势
    B．有顺时针方向的感应电流，圆环B有向外扩张的趋势
    C．有逆时针方向的感应电流，圆环B有向内扩张的趋势
    D．有顺时针方向的感应电流，圆环B有向内扩张的趋势

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图所示，在粗糙水平面上有甲、乙两木块，与水平面间的动摩擦因数均为μ，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，开始时两木块均静止且弹簧无形变．现用一水平恒力F（F＞μ（m1+m2）g）向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，下列说法正确的是（　　）
    A．此时甲的速度可能等于乙的速度
    B．此时两木块之间的距离为L-$\frac{F{m}_{1}}{（{m}_{1}+{m}_{2}）k}$
    C．此阶段水平力F做的功等于甲乙两物块动能增加量与弹性势能增加量的总和
    D．此阶段甲乙两物块各自所受摩擦力的冲量大小相等

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．从离地面h高处水平抛出的物体，着地时的水平位移为s，则着地时速度方向与水平面夹角的正切值为（　　）
    A．$\frac{h}{s}$B．$\frac{2h}{s}$C．$\sqrt{\frac{h}{s}}$D．$\sqrt{\frac{2h}{s}}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图所示，三根细线共系于O点，其中OA竖直，OB水平并跨过定滑轮悬挂一个重物，OC的C点固定在地面上，整个装置处于静止状态，若使C点稍向水平右移，同时保持O、B点位置不变，装置仍然保持静止状态，则细线OA的拉力T1和OC的拉力T2与原先相比是（　　）
    A．T1、T2都减小B．T1、T2都增大C．T1增大，T2减小D．T1减小，T2增大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星，观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为r1，周期为T1；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r2，周期为T2．已知万有引力常量为G，则（　　）
    A．可求出太阳与木星的万有引力B．可求出太阳的密度
    C．可求出木星表面的重力加速度D．$\frac{{r}_{1}^{3}}{{T}_{1}^{2}}$=$\frac{{r}_{2}^{3}}{{T}_{2}^{2}}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．“嫦娥”奔月是人类千年的梦想，我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球．设宇航员在地球表面原地起跳时，先屈腿下蹲使重心下移0.3m，然后突然双脚蹬地身体伸直，双腿离地后，重心上升的最大高度为0.45m．宇航员到达月球表面上做一次同样的原地起跳实验，先屈腿下蹲使重心下移0.3m，然后突然双腿蹬地身体伸直离开地面，此过程宇航员所做的功与地球上此过程做的功相同，取地球表面的重力加速度为10m/s2，月球表面的重力加速度为2m/s2．求：
    （1）宇航员在地球表面上起跳时的速度；
    （2）宇航员在月球表面上起跳后经过多长时间双腿再开始落地？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．如图所示，轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端紧靠质量为m1=1kg的小物块．质量为m2=1kg的小滑块从倾角为θ=37°的斜面上高h=0.6m处静止开始滑下，由斜面底端无能量损失地进入光滑水平面，并与m1碰撞后粘合在一起向左运动．已知小滑块与斜面的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
    （1）小滑块在斜面上下滑的加速度a；
    （2）小滑块到达斜面底端时的速度；
    （3）弹簧弹性势能的最大值Emax．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．如图所示，M=2kg的小车静止在光滑的水平面上，车面上AB段是长L=lm的粗糙平面，BC部分是半径R=0.4m的光滑$\frac{1}{4}$圆弧轨道．今有一质量m=lkg的金属块静止在车面的A端，金属块与AB面的动摩擦因数μ=0.3，若给A施加一水平向右、大小为I=5N•s的瞬间冲量，求小车能获得的最大速度．（g取10m/s2）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案