【题目】如图所示,MN、PQ为足够长的平行金属导轨,间距L=0.50m,导轨平面与水平面间夹角θ=37°,N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T.将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置,金属棒及导轨的电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,当金属棒滑行至cd处时,其速度大小开始保持不变,位置cd与ab之间的距离s=2.0m.已知g=10m/s2 , sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;
(2)金属棒达到cd处的速度大小;
(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中,电阻R产生的热量.
【答案】
(1)
解:设金属杆的加速度大小为a,则
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
a=2.0m/s2
(2)
解:设金属棒达到cd位置时速度大小为v、电流为I,金属棒受力平衡,有
mgsinθ=BIL+μmgcosθ
解得 v=2.0m/s
(3)
解:设金属棒从ab运动到cd的过程中,电阻R上产生的热量为Q,由能量守恒,有
解得 Q=0.10J
【解析】(1)金属棒刚开始下滑时受重力、支持力和摩擦力作用,根据牛顿第二定律求出金属棒沿导轨开始下滑的加速度大小.(2)金属棒到达cd处受重力、支持力、摩擦力和安培力平衡,结合闭合电路欧姆定律、切割产生的感应电动势公式以及共点力平衡求出匀速运动的速度.(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中动能增加、重力势能减小,摩擦产生的内能增加,整个回路产生的热量增加,根据能量守恒定律求出电阻R上产生的热量.
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【题目】河北辛集中学某同学利用如图甲所示的装置探究“小车的加速度与所受合外力的关系”,具体实验步骤如下:
A.按照图示安装好实验装置,挂上砂桶(含少量砂子);
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;
C.取下细绳和砂桶,测量砂子和桶的总质量m,并记下;
D.保持长木板的倾角不变,不挂砂桶,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间;
E.重新挂上细绳和砂桶,改变砂桶中砂子的质量,重复B、C、D步骤。
(1)若砂桶和砂子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为__________。(忽略空气阻力)
(2)若遮光片的宽度为d,光电门甲、乙之间的距离为l,通过光电门甲和乙时显示的时间分别为t1、t2,则小车的加速度a=_______________。
(3)有关本实验的说法正确的是________。
A.砂桶和砂子的总质量必须远小于小车的质量
B.小车的质量必须远小于砂桶和砂子的总质量
C.平衡摩擦力时要取下细绳和砂桶
D.平衡摩擦力时不能取下细绳和砂桶
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【题目】如图,一人站在斜坡上,推着一个重力大小为G的大雪球,若雪球刚好处在一处倾角为θ的光滑斜面上,且始终处于静止状态,此人的推力通过雪球的球心,则( )
A.此人的推力最小值为Gtanθ
B.此人的推力最小值为Gsinθ
C.此人的推力最大值为
D.此人的推力最大值为Gcosθ
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【题目】如图所示,A、B、C、D是匀强电场中的四个点,它们正好是一个正方形的四个顶点.在A点有一个粒子源,向各个方向发射动能为EK的同种带电粒子,已知到达正方形四个边的粒子中,到B、D两点粒子动能相同,均为2EK不计粒子重力及粒子间相互作用,则( )
A.电场方向可能由A指向C
B.到达C点粒子动能一定为4EK
C.B,D连线上的各点电势一定相同
D.粒子过AB边中点时,动能一定为 EK
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【题目】如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.
(1)请你简述自动控制的原理.
(2)如果工厂生产的为的铝板,在、和三种射线中,你认为哪一种射线在的厚度控制中起主要作用,为什么?
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【题目】质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上静止不动,大人用与水平方向成37°斜向上的拉力拉动雪橇,力的大小为100N,雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2,(g=10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8 )求:
(1)地面对雪橇的支持力大小。
(2)雪橇运动的加速度大小。
(3)4s内雪橇的位移大小。
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【题目】专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”,计划在2017年发射升空,它的主要任务是更深层次、更全面地科学探测月球地貌等方面的信息,完善月球档案资料.已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,月球的平均密度为ρ,嫦娥四号开始探测时与月球中心的距离为r,根据以上信息可求得( )
A.引力常量G=
B.引力常量G=
C.嫦娥四号的运行速度v=
D.嫦娥四号的运行速度v=
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【题目】物体沿一条直线作加速运动,从开始计时起,第1s内的位移是1m,第2s内的位移是2m,第3s内的位移是3m,第4s内的位移是4m,由此可知( )
A.此物体一定作匀加速直线运动
B.此物体的初速度是零
C.此物体的加速度是1m/s2
D.此物体在前4s内的平均速度是2.5m/s
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