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如图4-7-4所示,光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连,水平轨道上方有一足够长的金属杆,杆上挂有一光滑螺旋管A.在弧形轨道上高为h的地方,无初速释放一磁铁B(可视为质点),B下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动.设A、B的质量分别为M、m,求:

图4-7-4

(1)螺旋管A获得的最大速度;

(2)全过程中整个电路所消耗的电能.

提示:(1)设小磁铁B由h高处下滑到水平轨道上时速度为v0,由机械能守恒定律得:mgh=mv02

磁铁B与螺线管A速度相等时,螺线管A的速度最大,即为vmax,由动量守恒定律得:mv0=(M+m)vmax

所以有:vmax==.

(2)整个电路所消耗的电能

E=mgh- (M+m)vmax2

=.

练习册系列答案
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如图4-7-4所示是直角三角形支架,由轻杆AB和BC利用铰链连接而成.已知AB杆长30 cm, BC杆长50 cm,若在B点处悬挂一重10 N的物体,则AB、BC杆所受的作用力各为多大?

图4-7-4

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图4-7-4

A.Fμ和FN都一定减小                      B.Fμ和FN都不一定减小

C.Fμ不一定减小,FN一定减小          D.Fμ一定减小,FN不一定减小

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4-7-4

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C.甲、乙做减速运动

D.乙、丙做匀速运动?

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图4-7-4

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