【题目】如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ间距,其电阻不计, 两导轨及其构成的平面均与水平面成 30角。杆 1、杆 2 是两根用细线连接的金属杆,分别垂 直导轨放置,每杆两端都与导轨始终接触良好,其质量分别为 m1=0.1kg 和 m2=0.2kg,两杆 的总电阻R=3Ω,两杆在沿导轨向上的外力F作用下保持静止。整个装置处在磁感应强度 B=1T 的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直,在 t=0 时刻将细线烧断,保持F不变,重力加速度 g=10m/s2,求:
(1)细线烧断瞬间,杆 1的加速度 a1 的大小;
(2)细线烧断后,两杆最大速度 v1、v2 的大小;
(3)两杆刚达到最大速度时,杆 1 上滑了 0.8 米,则从 t=0 时刻起到此刻用了多长时间?
(4)在(3)题情景中,电路产生的焦耳热。
【答案】(1)10m/s2(2)2m/s ;1m/s(3)0.6s(4)0.9J
【解析】
(1)细线烧断瞬间:
F=(m1+m2)gsin30°
棒1:
F-m1gsin30°=m1a1
解得:
a1=10m/s2
(2)线烧断前:
F=(m1+m2)gsin30°
细线烧断后:
F安1=F安2
方向相反,由系统动量守恒得:
m1v1=m2v2,
两棒同时达到最大速度,之后做匀速直线运动.
对棒2:
m2gsn30°=BI,
I=
解得:
v1=2m/s
v2=1m/s
(3)由系统动量守恒得
m1v1=m2v2
则
m1x1=m2x2
即
x2=04m
设所求时间为t,对棒2由动量定理得:
m2gsin30°·t-B·t=m2v2-0
解得:
t=0.6s
(4)由能量守恒得
Fx1+m2gsin30°·x2=m1gsin30°·x1+++Q
Q=0.9J
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【题目】如图所示,平行金属板上下相对,金属板总长度为3L,被绝缘橡胶垫(厚度不计)分成两部分,左侧长度为2L,右侧长度为L,实际构成了两个并排水平放置的平行板电容器,左侧电容器上板带负电,下板带正电,右侧电容器下板带负电,上板带正电。两电容器内部电场强度大小相等。电容器右侧区域内存在一垂直于纸面向外的匀强磁场,直线OO'是电容器的中心线。有两个电荷量相等的带电粒子A和B,A带正电,B带负电,某时刻先后从电容器最左端O点沿OO'方向以初速度v0.进入电场,然后进入磁场,A、B两粒子在磁场中分别运动半周后在某点P相遇。已知A粒子质量为B粒子质量的3倍,A粒子进入磁场时速度方向与竖直方向的夹角为60°,不考虑左右两电场的相互影响,不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用力,求:
(1)B粒子进入磁场时的速度方向;
(2)两粒子出电场时在竖直方向的位移大小;
(3)A粒子比B粒子早进入电场多长时间。
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【题目】如图所示,a,b,c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( )
A.b,c的线速度大小相等,且小于的线速度
B.b,c的向心加速度大小相等,且大于的向心加速度
C.加速可追上同一轨道上的,减速可等候同一轨道上的
D.假设卫星由于稀薄空气的阻力,轨道半径缓慢减小,则其速度增大
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【题目】某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车以及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图像。
(1)图线不过坐标原点的原因是:_____________________________。
(2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量______(填“是”或“否”);
(3)由图像求出小车和传感器的总质量为_______kg.
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【题目】某物理兴趣小组对两节电池并联后等效电源的电动势和内阻进行研究如下:将一节电池A和另一节电池 B并联后,接入如图甲所示的测量电路,将虚线框内部看成一个等 效的电源,移动滑动变阻器,测得若干组数据后在图乙中描点。
U/V | 0.89 | 0.78 | 0.67 | 0.56 | 0.58 | 0.34 |
I/A | 0.22 | 0.26 | 0.30 | 0.34 | 0.38 | 0.42 |
(1)实验过程中小组成员发现当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节,电压表的示数变化不明显,其原因是电源内阻____________(填写“较大”或“较小”)
(2)图甲中的电流表和电压表均为非理想电表,下列说法正确的是_____
A.这使得图乙中的U没有测准,U偏大
B.这使得图乙中的U没有测准,U偏小
C.这使得图乙中的 I 没有测准,I偏大
D.这使得图乙中的 I 没有测准,I偏小
(3)根据表中数据在图乙中作出等效电源的图像,从而得到等效电源的电动势为____________,内阻为____________.(均保留三位有效数字)
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【题目】团结乡滑草场距离昆明市区约20公里,拥有全国最大的滑草场,1880米的赛道于2001年建成,同年被上海吉尼斯赛道总部认证成为全世界最长的滑草赛道。如图所示为其中一条滑道,该滑道由上下两段组成,上段高度h1=10m,与水平面夹角为45°;下段高h2=30m,与水平面夹角为37°。滑草车与草地之间的动摩擦因数均为μ=0.8。某同学乘滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(假设滑草车在两段滑道交接处的速度大小不变),已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:(结果可用根号表示)
(1)在上、下两段滑道上的加速度大小;
(2)从坡顶滑到底端需要多长时间;
(3)滑行过程中的最大速度。
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【题目】电阻R和电动机M相串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等,开关接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2;经过时间t,电流通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1;电流通过电动机M做功W2,产生的电热为Q2,则有
A. U1<U2,Q1=Q2B. W1=W2,Q1=Q2
C. W1<W2,Q1<Q2D. W1<W2,Q1=Q2
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【题目】质量为m的小球,用长为l的线悬挂在O点,在O点正下方处有一光滑的钉子O′,把小球拉到与O′在同一竖直面内的某一位置,由静止释放,下摆过程中摆线将被钉子拦住,如图所示。当球第一次通过最低点P时( )
A.小球的线速度突然增大
B.小球的角速度突然减小
C.摆线上的张力突然减小
D.小球的向心加速度突然增大
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【题目】如图,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法说法正确的是
A. M带负电荷,N带正电荷
B. M在b点的动能小于它在a点的动能
C. N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
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