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(10分)如图所示,在竖直方向上A、B物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上,用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行,已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦力不计,开始时整个系统处于静止状态,释放C后它沿斜面下滑,A刚离地面时,B获得最大速度。斜面足够长,求:

   (1)斜面倾角是多少?   (2)B物体的最大速度是多少。

设物体A刚刚离开地面时,弹簧的伸长量为

A:    B:  C:       

由上两式得:  

当B获得最大速度时, 有:   解得:  

(2)开始时弹簧压缩的长度为:

当物体A刚离开地面时,物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离为  

由于,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,弹簧弹力做功为零,且物体A刚刚离开地面时,B、C两物体的速度相等,设为,由能量关系:

  由此解得  

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如图所示,在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABCD(框架电阻忽略不计)固定在水平面内,AB与CD平行且足够长,BC与CD夹角θ(θ<90°),光滑均匀导体棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动,导体棒在滑动过程中始终保持与框架良好接触,经过C点瞬间作为计时起点,下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是(  )

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