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(04年全国卷Ⅰ)(20分)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为,盘与桌面间的动摩擦因数为。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)

解析

设圆盘的质量为m,桌长为l,在桌布从圆盘上抽出的过程中,盘的加速度为,有

 

               ① 

 

      桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有

 

                            ②

 

    设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下,有                               ③  

   

                  ④

 

      盘没有从桌面上掉下的条件是  

 

               ⑤

 

      设桌布从盘下抽出所经历时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有

 

                       ⑥  

 

                   ⑦

 

而                     ⑧

 

由以上各式解得

 

              ⑨

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(04年全国卷Ⅰ)(18分)图中a1b1c1d1a2b2c2d2为在同一竖直面内的金属导轨,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的,距离为l1c1d1段与c2d2段也是竖直的,距离为l2x1y1x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆,质量分别为m1m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为RF为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。

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(04年全国卷Ⅱ)(18分)如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上yh处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的 P2点进入磁场,并经过y轴上y处的P3点。不计重力。求

(1)电场强度的大小。

(2)粒子到达P2时速度的大小和方向。

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(04年全国卷Ⅱ)(20分)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成,气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中,通过压缩使混合物燃烧,产生高温高压气体,从而使桩向下运动,锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下:

柴油打桩机重锤的质量为m,锤在桩帽以上高度为h处(如图1)从静止开始沿竖直轨道自由落下,打在质量为M(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上。同时,柴油燃烧,产生猛烈推力,锤和桩分离,这一过程的时间极短。随后,桩在泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时,锤与已停下的桩幅之间的距离也为h(如图2)。已知m=1.0×103kg,M=2.0×103kg,h=2.0m,l=0.20m,重力加速度g=10m/s2,混合物的质量不计。设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力,求此力的大小。

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(04年全国卷Ⅳ)(19分)一匀磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速为v,方向沿x正方向。后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的夹角为30°,P到O的距离为L,如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。

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