【题目】如图所示，固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨
、
和
、
间距都是
，二者之间固定有两组竖直半圆形轨道
和
，两轨道间距也均为，且和的竖直高度均为
，两组半圆形轨道的半径均为
。轨道的
端、
端的对接狭缝宽度可忽略不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架，能使导轨系统位置固定。将一质量为
的金属杆沿垂直导轨方向放在下层导轨的最左端
位置，金属杆在与水平成θ角斜向上的恒力作用下沿导轨运动，运动过程中金属杆始终与导轨垂直，且接触良好。当金属杆通过的距离运动到导轨末端
位置时其速度大小
。金属杆和导轨的电阻、金属杆在半圆轨道和上层水平导轨上运动过程中所受的摩擦阻力，以及整个运动过程中所受空气阻力均可忽略不计。
(1)已知金属杆与下层导轨间的动摩擦因数为
，求金属杆所受恒力
的大小；
(2)金属杆运动到位置时撤去恒力F，金属杆将无碰撞地水平进入第一组半圆轨道
和
，又在对接狭缝Q和
处无碰撞地水平进入第二组半圆形轨道
和
的内侧，求金属杆运动到半圆轨道的最高位置时，它对轨道作用力的大小；
(3)若上层水平导轨足够长，其右端连接的定值电阻阻值为
，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。金属杆由第二组半圆轨道的最高位置处，无碰撞地水平进入上层导轨后，能沿上层导轨滑行。求金属杆在上层导轨上滑行的最大距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1）金属杆在恒定外力F作用下，沿下层导轨以加速度
做匀加速直线运动，
根据运动学公式有
1分 将
代入，可解得
1分
根据牛顿第二定律，金属杆沿下层轨运动时，在竖直方向和水平方向分别有
2分 解得
1分
（2）设金属杆从
位置运动到轨道最高位置
时的速度为
此过程根据机械能守恒定律有
2分解得
1分
设金属杆在位置所受轨道压力为
，根据牛顿第二定律有
2分
解得
1分 由牛顿第三定律可知，金属杆对轨道压力的大小1分
（3）经历一段极短的时间
，在安培力F1作用下杆的速度由减小到
，接着在安培力F2作用下经历一段极短的时间
，杆的速度由减小到
，再接着在安培力F3作用下经历一段极短的时间
，杆的速度由减小到
，……再接着在安培力Fn作用下经历一段极短的时间
，杆的速度由
减小到
由动量定理
1分
……
1分
在每一段极短的时间内，杆的速度、杆上的电动势和安培力都可认为是不变的，则时间内，安培力
1分
则时间内，安培力
1分
则时间内，安培力
1分
……
冲量累加
1分
1分
1分
解得
1分
科学实验活动册系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是
A. 质点振动频率是4Hz
B. 在10s内质点经过的路程是20cm
C. 第4s末质点的速度是零
D. 在t＝1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等，方向相同
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】老师要求同学们利用如图所示的装置验证：当物体质量m一定时，它的加速度a与力F成正比。其中F=m2g，m=m1+m2（m1为小车及车内砝码的总质量，m2为桶及桶中砝码的总质量）。实验过程：将小车从A处由静止释放，用速度传感器测出它运动到B处时的速度v，然后将小车内的一个砝码拿到小桶中，小车仍从A处由静止释放，测出它运动到B处时对应的速度，重复上述操作。图中AB相距x。
（1）设加速度大小为a，则a与v及x间的关系式是___________。
（2）如果实验操作无误，四位同学根据实验数据做出了下列图象，其中哪一个是正确的_________。
（3）下列哪些措施能够减小本实验的误差________。
A．实验中必须保证m2<<m1 B．实验前要平衡摩擦力
C．细线在桌面上的部分应与长木板平行 D．图中AB之间的距离x尽量小些
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示为装有食品的密封包装袋在不同物理环境下的两张照片，甲摄于压强为
、气温为18℃的环境下，乙摄于压强为
、气温为10℃的环境下，其中为标准大气压，下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图包装袋内气体的压强小于乙图中袋内气体压强
B. 乙图包装袋内气体的压强小于甲图中袋内气体压强
C. 图中包装袋鼓起越厉害，袋内单位体积的气体分子数越多
D. 图中包装袋鼓起越厉害，袋内气体分子的平均动能越大
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度，如图所示。在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时计时器开始计时，透光时停止计时,若再次挡光，计时器将重新开始计时。实验中该同学将钢条竖直置于一定高度（下端A高于光控开关），由静止释放，测得先后两段挡光时间
和
。
①用游标卡尺测量
、
的长度，其中
的长度如图所示，其值为_______mm。
②若狭缝宽度不能忽略，则该同学利用
，
，
及相关测量值得到的重力加速度值比其真实值_______(偏大或偏小)，其原因是_________。
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始作匀加速直线运动．经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止．两物体速度随时间变化的图象如图所示．设F1和F2对A、B的冲量分别为I1和I2，F1和F2对A、B做的功分别为W1和W2，则下列结论正确的是（ ）
A．I1＞I2，W1＞W2 B．I1＜I2，W1＞W2
C．I1＜I2，W1＜W2 D．I1＞I2，W1＜W2
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】某同学做“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______．
(2)本实验采用的科学方法是________。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
(3)本实验中以下说法正确的是________．
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角必须取90°
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，一粒子源S可向外发射质量为m，电荷量为q带正电的粒子，不计粒子重力，空间充满一水平方向的匀强磁场，磁感应强度方向如图所示，S与M在同一水平线上，某时刻，从粒子源发射一束粒子，速度大小为v，方向与水平方向夹角为
，SM与v方向在同一竖直面内，经时间t，粒子到达N处，已知N与S、M在同一水平面上，且SM长度为L，NM与SM垂直，匀强磁场的磁感应强度大小可能是（ ）
A. 
B. 
C. 
D. 
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图甲所示，一块长度为L=4m、质量为M=4kg的长木板静止放置在粗糙水平地面上。另有一质量为m=0.4kg的小铅块（可看做质点），以v0=5.5m/s的水平初速度向右冲上木板。已知铅块与木板间的动摩擦因数为
，木板与地面间的动摩擦因数为
，重力加速度取
.
（1）求铅块最终停在木板上的位置离木板最右端的距离d1（结果用分数表示）；
（2）若将木板平均分割长相同的八个木块，如图乙所示，其它条件不变：
①求木块开始运动瞬间，铅块的速度大小v1以及此时木块的加速度大小a1；
②确定铅块最终停在哪一块木块上并求出其停在该木块上的位置离该木块最右端的距离d2（计算结果用分数表示）。
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