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如图所示,金属杆静置于倾角θ=37°的斜面上,电动滚轮在斜面上方靠近金属杆上表面。在电动装置的控制下,逆时针匀速转动的电动滚轮能以不同的压力压在金属杆上表面。已知电动滚轮边缘的线速度为5m/s,它压紧在金属杆的上表面时,相对于地面的位置固定,其中心到斜面底端的距离L=4m,滚轮与金属杆间的动摩擦因数μ1=1.05,金属杆与斜面之间的动摩擦因数μ2=0.25,杆的质量为m=1×103kg, cos37°=0.8,sin37°=0.6,g取10m/s2

(1)要使金属杆能向上运动,滚轮对金属杆的压力FN必须大于多少?

(2)把金属杆离开斜面底端的最大距离定义为“发射距离x”。是否滚轮对金属杆的压力FN越大,发射距离x就越大?简要地说明理由。

(3)要使发射距离x=5m,求滚轮对金属杆的压力FN。设滚轮与金属杆接触的时间内压力大小不变。

由于v<5m/s,可见金属杆在与滚轮接触的时间内一直做匀加速运动,加速度为

=2m/s2                                                                                   1分

由牛顿第二定律有

μ1FN-mgsinθ+μ2(FN+mgcosθ)=ma1                                                                                   2分

代入数据得到FN=1.25×104N。                                               1分

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图(甲)所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m.导轨电阻忽略不计,其间连接有定值电阻R=0.40Ω.导轨上静置一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使它由静止开始运动(金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直),电流传感器(不计传感器的电阻)可随时测出通过R的电流并输入计算机,获得电流I随时间t变化的关系如图(乙)所示.求金属杆开始运动2.0s时:
(1)金属杆ab受到安培力的大小和方向;
(2)金属杆的速率;
(3)对图象分析表明,金属杆在外力作用下做的是匀加速直线运动,加速度大小a=0.40m/s2,计算2.0s时外力做功的功率.
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图(甲)所示, 足够长的光滑平行金属导轨MNPQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间连接有定值电阻R=0.40Ω。导轨上静置一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使它由静止开始运动(金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直),电流传感器(不计传感器的电阻)可随时测出通过R的电流并输入计算机,获得电流I随时间t变化的关系如图(乙)所示。求金属杆开始运动2.0s时:
(1)金属杆ab受到安培力的大小和方向;
(2)金属杆的速率;
(3)对图像分析表明,金属杆在外力作用下做的是匀加速直线运动,加速度大小a=0.40m/s2,计算2.0s时外力做功的功率。

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图(甲)所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间连接有定值电阻R=0.40Ω。导轨上静置一质量m=0.10kg,电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使它由静止开始运动(金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直),电流传感器(不计传感器的电阻)可将通过R的电流I即时采集并输入计算机,获得电流I随时间t变化的关系如图(乙)所示。求金属杆开始运动2.0s时:

   (1)金属杆ab受到安培力的大小和方向;

   (2)金属杆的速率;

   (3)对图象分析表明,金属杆在外力作用下做的是匀加速运动,加速度大小a=0.40m/s2,计算2.0s时外力F做功的功率。

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科目:高中物理 来源: 题型:

如下图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30 m。导轨电阻忽略不计,其间连接有定值电阻R=0.40 Ω。导轨上静置一质量m=0.10 kg、电阻r=0.20 Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使它由静止开始运动(金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直),电流传感器(不计传感器的电阻)可将通过R的电流I即时采集并输入计算机,获得电流I随时间t变化的关系如图乙所示。求金属杆开始运动2.0 s时:

    

甲                                     乙

(1)金属杆ab受到安培力的大小和方向;

(2)金属杆的速率;

(3)对图象分析表明,金属杆在外力作用下做的是匀加速运动,加速度大小a=0.40 m/s2,计算2.0 s时外力F做功的功率。

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科目:高中物理 来源:2008年北京市海淀区高考物理一模试卷(解析版) 题型:解答题

如图(甲)所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m.导轨电阻忽略不计,其间连接有定值电阻R=0.40Ω.导轨上静置一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使它由静止开始运动(金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直),电流传感器(不计传感器的电阻)可随时测出通过R的电流并输入计算机,获得电流I随时间t变化的关系如图(乙)所示.求金属杆开始运动2.0s时:
(1)金属杆ab受到安培力的大小和方向;
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