分析 (1)对于长木板P,在放Q之前,由v2=2as 求出加速度,由牛顿第二定律求牵引力,再由P=Fv求电动机的输出功率.
(2)Q恰好未从木板P上滑落时,P与Q的速度相同.由牛顿第二定律分别求它们的加速度,由速度时间公式和速度相等关系列式,可求得共同速度和经历的时间,再由位移公式和几何关系求解木板P的长度.
(3)加电场后,物块只能从P左端滑出,通过分析P、Q共速前后的加速度,确定共速的时间,再相对位移求得热量.
解答 解:(1)对P:
在放Q之前,由v2=2as,及v=$\sqrt{2gs}$,得:a=g
由牛顿第二定律有:F=ma=mg
由P=Fv得:电动机的功率为:P=mg$\sqrt{2gs}$
(2)对Q:放上Q后,由牛顿第二定律,得:μ(4m)g=4ma1
得:a1=μg=0.25g
对木板P:由牛顿第二定律,得:F-μ(4m)g=ma2
得 a2=0,知P做匀速运动,共速时所需时间t1,则有:t1=$\frac{v}{{a}_{1}}$
木板长度为:L=vt1-$\frac{v}{2}{t}_{1}$=$\frac{1}{2}v{t}_{1}$=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{1}}$=4s
(3)加电场后,物块只能从P左端滑出,对Q:P、Q共速前,由牛顿第二定律有:qE+μ(4m)g=4ma3
P、Q共速前,木板P仍然做匀速运动,对Q:P、Q共速后,由牛顿第二定律有:qE-μ(4m)g=4ma4
对P:P、Q共速后,由牛顿第二定律有:μ(4m)g=ma5
Q要从P左端滑出,需满足a4≥a5,得:qE≥9mg
可得:E≥$\frac{9mg}{q}$,则电场强度的最小值为:Emin=$\frac{9mg}{q}$
共速的时间t2,则有:t2=$\frac{v}{{a}_{3}}$
Q相对板向右滑行位移为:△s=vt2-$\frac{v}{2}{t}_{2}$=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{3}}$
当qE最小时,a3最小为$\frac{5}{2}$g,△s最大,生热最多,则有:△smax=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{3}}$=$\frac{2s}{5}$
摩擦而产生热量的最大值为:Qmax=μ(4m)g•2△smax
解得:Qmax=$\frac{4mgs}{5}$
答:(1)木板速度达到$\sqrt{2gs}$时电动机的输出功率是mg$\sqrt{2gs}$;
(2)木板P的长度是4s;
(3)电场强度的最小值是$\frac{9mg}{q}$,摩擦而产生热量的最大值是$\frac{4mgs}{5}$.
点评 解决本题的关键能够正确地受力分析,把握每个过程的规律,运用牛顿第二定律和运动学公式结合进行处理.注意研究对象的选择.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 磁场对运动电荷的作用力叫做安培力 | |
B. | 磁场对运动电荷的作用力叫做库仑力 | |
C. | 图b中磁场的方向是垂直纸面向里 | |
D. | 图b中磁场的方向是垂直纸面向外 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 天花板叶上段绳的拉力和P对上段绳的拉力是平衡力 | |
B. | 上段绳对P的拉力和下段绳时P的拉力是平衡力 | |
C. | 下段绳时Q的拉力和Q的重力是平衡力 | |
D. | 下段绳时P的拉力和下段绳时Q的拉力是作用力与反作用力 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 逐渐减小 | B. | 逐渐增大 | C. | 先减小后增大 | D. | 先增大再减小 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 上滑过程中的加速度的大小a1=8m/s2 | |
B. | 木块与斜面间的动摩擦因数μ1=$\frac{\sqrt{3}}{5}$ | |
C. | 木块回到出发点时的速度大小v=2m/s | |
D. | 木块经2s返回出发点 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 导体棒中的电流方向是N→M | |
B. | 导体棒受到的推动力是安培力 | |
C. | 改变磁感应强度的大小可改变飞机弹射出时的速度 | |
D. | 增大导轨中的电流可提高飞机的弹射速度 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com