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(10分)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,如图3所示.两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0(见图).若两导体棒在运动中始终不接触,求:
(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少;
(2)当ab棒的速度变为初速度的时,cd棒的加速度是多少?
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(8分)质量为40kg的雪撬在倾角θ=37°的斜面上向下滑动,如图甲所示,所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪撬运动的v-t图象如图乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线。试求空气的阻力系数k和雪撬与斜坡间的动摩擦因数μ(g=10 m/s2)
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(9分)方特欢乐世界是芜湖旅游的一个新亮点,吸引了大量游客,其中一个惊险项目过山车,如图所示,左图是游乐场中过山车的实物图片,右图是过山车的原理图,在原理图中半径分别为和的两个光滑圆形轨道,固定在倾斜角为斜轨道面上的Q、Z两点,且两圆形轨道的最高点A、B均为P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接,现使小车(视作质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动,若小车在圆形轨道部分的运动可视为质点在竖直圆规道内侧的运动,问:
(1)若不计一切摩擦,小车恰好能安全通过两个圆形轨道的最高点,则其在P点的初速度应为多大?
(2)若圆形轨道是光滑的,而斜面轨道是粗糙的,且,则小车恰好能安全通过两个圆形轨道的最高点,则其在P点的初速度应为多大?
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(12分)把质量为的石块从某高处以角斜向上方抛出,初速度是,落地速度为。(不计空气阻力)
(1)抛出时,人对石块做了多少功?
(2)抛出点的高度为多大?请用机械能守恒定律和动能定理分别讨论。
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(6分)如图所示,一玩滚轴溜冰的小孩(可视作质点),他在左侧平台上滑行一段距离后以的速度从平台右侧水平滑出,而后恰能无碰撞地沿圆弧切线方向从A点进入竖直平面内的光滑圆弧轨道,并沿轨道下滑,A、B为圆弧两端点,其连线水平,对应圆心角为。(不计空气阻力)则:(1)小孩自滑离平台至进入圆弧轨道所用的时间为____________s;(2)平台高度h=___________m;(3)小孩从轨道B端离开轨道后所能上升的最大高度H________ h(选填“>”、“<”或“=”)。
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(2分)如图所示,一根跨越光滑定滑轮的轻绳,两端各有一杂技演员(可视为质点),a站于地面,b从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直状态,当演员b摆至最低点时,a刚好对地面无压力,不计空气阻力,则演员a质量与演员b质量之比为__________。
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(6分)一部机器由电动机带动,极其上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍,皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为。则(1)电动机皮带轮与机器皮带轮的转速比________;(2)机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半,A点的向心加速度是__________;(3)电动机皮带轮边缘上某点的向心加速度是___________。
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2008年北京奥运会上,芜湖籍跳水运动员周吕鑫获得10米跳台的银牌,为芜湖人民争了光。假设在某次比赛中他从10m高处的跳台跳下,设水的平均阻力约为其体重的3倍,在粗略估算中,把运动员当做质点处理,为了保证运动员的人身安全,池水深度至少为(不计空气阻力)
A.5m B.3m
C.7m D.1m
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奇瑞是民族轿车工业的自主品牌,每年都有多款新车上市,在某款新车上市前的试车中,汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机功率为P;快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶,图中正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系是
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