练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    12．如图a，水平地面上固定一倾角为37°的斜面，一宽度l大于金属线框abcd边长的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行．在斜面上由静止释放一正方形金属线框abcd，线框沿斜面下滑时，ab、cd边始终与磁场边界保持平行．以地面为零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E与位移s之间的关系如图b所示．图中①、②均为直线段．已知线框的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.06Ω．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）求：
    （I）线框与斜面间的动摩擦因数μ；
    （2 ）ab边刚进入磁场时，线框的速度V1；
    （3）线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t．

    分析 （1）在进入磁场前，线框克服摩擦力做功等于减小减少的机械能，根据减小的机械能大小，结合克服摩擦力做功求出动摩擦因数的大小．
    （2）根据牛顿第二定律求出线框进入磁场前的加速度，结合速度位移公式求出ab边刚进入磁场时线框的速度．
    （3）线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场，机械能的减小量等于克服安培力做功和克服摩擦力做功之和，由于机械能随下滑距离的变化关系图线为线性图线，可知安培力和摩擦力之和不变，得出安培力大小不变，可知线框做匀速运动，结合平衡得出安培力和摩擦力之和，根据机械能的减小量求出下滑的距离，即线框的边长，从而得出线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间．

    解答 解：（1）根据线段①，减少的机械能△E1=W克f，
    △E1=（0.900-0.756）J=0.144J，
    W克f=μmgcos37°s1，其中s1=0.36m，
    代入数据解得μ=0.5．
    （2）未进入磁场时，线框的加速度a=gsin37°-μgcos37°=6-4m/s2=2m/s2，
    则${v}_{1}=\sqrt{2a{s}_{1}}=\sqrt{2×2×0.36}$m/s=1.2m/s．
    （3）线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于克服摩擦力和安培力所做的功，
    由图线②可知，此时机械能线性减小，说明安培力也为恒力，线框做匀速运动，
    △E2=W克1+W克安=（Ff+F安）S2=（0.756-0.666）J=0.09J，
    Ff+F安=mgsinθ=0.6N，
    S2为线框的边长，代入数据解得S2=0.15m，
    则$t=\frac{{S}_{2}}{{v}_{1}}=\frac{0.15}{1.2}s=0.125s$．
    答：（1）线框与斜面间的动摩擦因数为0.5；
    （2 ）ab边刚进入磁场时，线框的速度为1.2m/s；
    （3）线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间为0.125s．

    点评 解决本题的关键能通过图象分析出物体的运动状况：先做匀加速，再做匀速．以及能对线框进行正确的受力分析和熟练运用运动学公式．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．下列说法正确的是（　　）
    A．做曲线运动的物体，受到的合外力方向一定不断改变
    B．物体做匀速圆周运动，其向心加速度大小和方向都不变
    C．做平抛运动的物体在相等的时间内速度的变化量相同
    D．火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将一定挤压铁轨的内轨

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”．
    （1）实验时，打点计时器每隔0.02s打一个点，对纸带上起始点的要求是初速度为零，为达到此目的，所选择的纸带第一、二两点间距应接近2mm．
    （2）图2为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一点，A、B、C为从合适位置开始选取三个连续点（其他点未画出）．若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度g=9.8m/s2，由图乙所给的数据可算出（保留两位有效数字）
    ①从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为0.86J．
    ②打B点重物的动能为0.81J．
    ③指出造成第（2）问中①②计算结果不等的主要原因是由于空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力做功
    （3）根据纸带算出相关各点的速度υ，量出下落的距离h，则以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图3中的C

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．如图所示，在光滑水平面上一辆平板车，一人手握大锤站在车上．开始时人、锤和车均静止．此人将锤抡起至最高点，此时大锤在头顶的正上方，然后，人用力使锤落下敲打车的左端，如此周而复始，使大锤继续敲打车的左端，最后，人和锤恢复至初始状态并停止敲打．在次过程中，下列说法正确的是（　　）
    A．锤从最高点下落至刚接触车的过程中，车的动量方向先水平向右、后水平向左
    B．锤从刚接触车的左端至锤的速度减小至零的过程中，车具有水平向左的动量，车的动量减小至零
    C．锤从刚离开车的左端至运动到最高点的过程中，车具有水平向右的动量，车的动量先增大后减小
    D．在任意一时刻，人、锤和车组成的系统动量守恒

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．如图所示，足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的恰好达到稳定速度，则金属棒ab在这一过程中（　　）
    A．b点的电势高于a点的电势
    B．ab棒中产生的焦耳热等于ab棒重力势能的减少量
    C．下滑的位移大小为$\frac{qQ}{BL}$
    D．金属棒所能达到的最大速度为$\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．如图所示，足够长的平行金属导轨水平放置，其间距为L=1m，电阻不计．垂直放在导轨上的导体棒MN、PK质量均为m=0.1kg、电阻均为R=2Ω，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T，导体棒MN光滑．现垂直于MN施加水平力F使其运动（g=10m/s2）．求：
    （1）若PK与导轨间动摩擦因数为μ=0.15，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求PK开始运动时MN速度v的大小；
    （2）若PK被固定在导轨上，金属棒MN的v-x图象如右图所示，当从静止开始运动位移x=1m时，拉力F做的功W．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．如图是直角扇形导体绕O在平面内匀速转动产生的感应电流，设顺时针为电流正方向，则线框所处的磁场区域正确的是（　　）
    A．B．C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．美国物理学家密利根用图甲所示的电路研究金属的遏止电压U0，与入射光频率γ的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，电子电量用e表示，下列说法正确的是（　　）
    A．入射光的频率增大，为了测遏制电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动
    B．由U0-v图象可知，这种金属的截止频率为v1
    C．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大
    D．由U0-v图象可求普朗克常量表达式为h=$\frac{{U}_{1}e}{{{v}_{1}-v}_{e}}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    2．一个质量为4kg的物体（可看作质点）在x-y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图所示，求：
    （1）质点所受的合外力；
    （2）2s末质点速度大小；
    （3）质点前2秒内运动的轨迹方程．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案