练习册

  • 练习册
  • 试题
    点评: 本题考点: 功能关系 思路分析: 受力分析然后做功分析再找出功与能量的关系 例题2如图所示.两根间距为L=1m的金属导轨MN和PQ.电阻不计.左端向上弯曲.其余水平.水平导轨左端有宽度为d=2m.方向竖直向上的匀强磁场i.右端有另一磁场ii.其宽度为d.但方向竖直向下.两者B均为1T.有两根质量均为m=1kg,电阻均为R=1Ω,的金属棒a与b与导轨垂直放置.b棒置于磁场ii中点C,D处,导轨除C.D外其余均为光滑.两处对棒可产生总的最大静摩擦力为自重的0.2倍.a棒从弯曲导轨某处由静止释放.当只有一根棒做切割磁感线运动时.它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比.即Δv∝Δx(1)若棒a从某一高度释放.则棒a进入磁场i时恰能使棒b运动.判断棒b运动方向并求出释放高度,(2)若将棒a从高度为0.2m的某处释放结果棒a以1m/s的速度从磁场i中穿出求两棒即将相碰时棒b所受的摩擦力, (3)若将棒a从高度1.8m某处释放经过一段时间后棒a从磁场i穿出的速度大小为4m/s.且已知棒a穿过磁场时间内两棒距离缩短2.4m.求棒a从磁场i穿出时棒b的速度大小及棒a穿过磁场i所需的时间 解析: ⑴由右手定则可以得到棒a的在靠近我们一侧.所以棒b的电流向里.由左手定则可以得到棒b受到的安培力向左.则b要动也得向左动. 对b:BIL=μmg I=E/2R 对a:E=BLV 由上面三个式子得到:V=4m/s 对a下落动能定理:得到h=0.8m ⑵现在高度为0.2m小于第一问中的0.8m.即棒a进入磁场i的速度达不到让棒b运动的情况.所以相碰之前b一直没有动. 对a下落动能定理:得到v=2m/s 对a下落动能定理:得到h=0.8m 对a穿过磁场i:Δv=kΔx 得到 对a进入磁场ii到相碰:Δv/=kΔx/得到碰时速度V/为0.5m/s 此时算出电动势0.5V.电流0.25A.安培力0.25A最终得到静摩擦力为0.25N ⑶现在高度为1.8m大于第一问中的0.8m.即棒a进入磁场i的速度达到让棒b运动的情况.所以b动了.题中说“已知棒a穿过磁场时间内两棒距离缩短2.4m 推出b向左运动了0.4m 对a下落动能定理:得到=6m/s 对a对穿越磁场i过程动能定理: 对b运动过程动能定理: 解得:vb=2m/s 对a对穿越磁场i过程动量定理: 得t=0.5s 例题3 如图所示.水平面放一质量为0.5kg的长条形金属盒.盒宽.它与水平面间的动摩擦因数是0.2.在盒的A端有一个与盒质量相等的小球.球与盒无摩擦.现在盒的A端迅速打击一下金属盒.给盒以的向右的冲量.设球与盒间的碰撞没有能量损失.且碰撞时间极短.求球与盒组成的系统从开始运动到完全停止所用时间.() 解析: 设打击后金属盒的速度为v0.由I=mv0解得: 由于盒子与球碰撞时间极短.因而盒子与球组成的系统动量应该守恒.则有: 由于碰撞过程没有能量损失.则有: 且有: 解得: (即质量相同的两个物体发生弹性碰撞时速度互换) 球在盒子内做匀速运动.经时间在盒子右端与盒子相碰.由动量守恒定律和能量守恒定律可得碰撞后盒子的速度为: 盒子克服摩擦做功.则由.即有:.说明盒子停下之前球不再与盒子相碰.设盒子滑行的时间为.由动量定理有: 则可知: 球与盒组成的系统从开始运动到完全停止所用时间为: 例题4如图所示.一物块以6 m/s的初速度从曲面A点下滑.运动到B点速度仍为6 m/s,若物体以5 m/s的初速度仍由A点下滑.则它运动到B点时的速度 A.大于5 m/s B.等于5 m/s C.小于5 m/s D.条件不足.无法计算 解析: 物块由A点运动到B点.重力做正功.摩擦力做负功.由动能定理有: 当物块初速度为6 m/s时.物块由A点运动到B点的过程.速度大小不变.动能变化为零.WG＝Wf.由于物块做圆周运动.速度越大.所需向心力越大.曲面对物块的支持力越大.摩擦力越大.在相同路程的条件下.摩擦力的功越大.所以.当物块初速度为5 m/s时.摩擦力的功比初速度为6 m/s时要小.WG＞Wf .到达B点的速度将大于5 m/s. 点评: 重力做功与路径无关.只与物体所处的初末位置有关.摩擦力做功与物体表面粗糙程度.正压力大小.路径有关.当物体运动路程一定时.对同一路面.在相同路程的条件下.曲面对物块的支持力越大.摩擦力越大.摩擦力的功越大. 例题5一质量为m的质点,系于长为R的轻绳的一端.绳的另一端固定在空间的O点,假定绳是不可伸长的.柔软且无弹性的.今把质点从O点的正上方离O点的距离为8R/9的o1点以水平的速度v0＝抛出,如图所示.试求, (1)轻绳即将伸直时.绳与竖直方向的夹角为多少? (2)当质点到达O点的正下方时.绳对质点的拉力为多大? 解析: 第一过程:质点做平抛运动.设绳即将伸直时.绳与竖直方向的夹角为θ.如题图所示. 则:v0t＝Rsinθ.gt2/2＝8R/9-Rcosθ其中v0＝ 联立解得θ＝ .t＝ . 第二过程:绳绷直过程.绳绷直时.绳刚好水平.如图所示. 由于绳不可伸长.故绳绷直时.v0损失.质点仅有速度v⊥.且v⊥＝gt＝ 第三过程:小球在竖直平面内做圆周运动.设质点到达O点正下方时.速度为v′.根据机械能守恒定律有:mv/2/2＝mv⊥2/2+mg·R 设此时绳对质点的拉力为T,则T-mg＝m,联立解得:T＝43mg/9. 答案:T＝43mg/9. 点评: 质点的运动可分为三个过程:质点做平抛运动,绳绷直过程,小球在竖直平面内做圆周运动.解答时容易忽视在绳被拉直瞬时过程中机械能的瞬时损失. 针对性训练:1.物体在运动过程中重力做了-10J功.则可以得出( ) A．物体克服重力做功10J B．物体的重力势能一定增加10J C．物体的动能一定增加10J D．物体的机械能一定不变 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)


    同步练习册答案