如图甲所示.有一个竖直固定在地面的透气圆筒.筒中有一劲度系数为k的轻弹簧.其下端固定.上端连接一质量为m的薄滑块.圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体.它对滑块的阻力可调.起初.滑块静止.ER流体对其阻力为0.弹簧的长度为L.现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下.与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动.且下移距离为时速度减为0.ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求: (1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能. (2)滑块向下运动过程中加速度的大小. (3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小. [2008年高考·重庆理综卷] 解析:(1)设物体自由下落的末速度为v0.由机械能守恒定律有: mgL=mv 解得:v0= 设碰后共同速度为v1.由动量守恒定律有: 2mv1=mv0 解得:v1= 碰撞过程中系统损失的机械能为: ΔE=mv-×2mv=mgL. (2)设加速度的大小为a.有:2as=v 解得:a=. 乙 (3)设弹簧的弹力为FN.ER流体对滑块的阻力为FER.滑块的受力分析如图乙所示.则有: FN+FER-2mg=2ma FN=kx x=d+ 解得:FER=mg+-kd. 答案:(1)mgL mg+-kd. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图甲所示,两根相距为L的金属轨道固定于水平面上,导轨电阻不计,一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为?,棒与导轨的接触电阻不计.导轨左端连有阻值为2R的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连.有n段竖直向下的宽度为a间距为b的匀强磁场(a>b),磁感强度为B、金属棒初始位于OO′处,与第一段磁场相距2a.

(1)若金属棒有向右的初速度v0,为使金属棒保持v0一直向右穿过各磁场,需对金属棒施加一个水平向右的拉力,求金属棒进入磁场前拉力F1的大小和进入磁场后拉力F2的大小;
(2)在(1)的情况下,求金属棒从OO′开始运动到刚离开第n段磁场过程中,拉力所做的功;
(3)若金属棒初速为零,现对棒施以水平向右的恒定拉力F,使棒穿过各段磁场,发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化,在给定的坐标图乙中定性地画出计算机显示的图象(从金属棒进入第一段磁场开始计时).
(4)在(3)的情况下,求整个过程导轨左端电阻上产生的热量,以及金属棒从第n段磁场穿出时的速度.

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如图甲所示,光滑绝缘斜面AB,高h=0.1m,底端B与一块质量为M=2kg的均匀、水平放置的绝缘平板光滑连接,平板长为L=1m,其距B端0.6m处C固定在高为R=0.5m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转,在支架正上方有一个水平向右的有界匀强电场E.在斜面顶端A放置带正电q=1×10-5C的很小的物体,质量为m,使其由静止滑下,沿平板进入电场,能滑过D点,并从D点飞出到水平地面上,设物体从D点飞出的水平距离为x,如图乙是x2与E图象,重力加速度g取10m/s2.问:

(1)图乙中物体的质量m为多大?物体与平板间的动摩擦因数μ是多大?
(2)为保证不同质量物体都能滑过D点,且平板不翻转,求物体的质量的取值范围?
(3)为保证不同质量物体都能滑过D点,且平板不翻转,求水平匀强电场E的大小范围?
(4)平板出现漏电是常有的事情(漏电不影响电场分布),假设图乙中物体m的带电减少量△q随在平板上滑过的长度成正比,即△q=ks(k=5×10-6C/m),为保证物体滑到D点并且飞出的水平距离为1m,求此时匀强电场E的大小;请在图乙中画出平板漏电情况下的x2与E图象.

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如图甲所示,光滑、绝缘的直角三角形斜面MON固定在水平地面上,ON边长s=12m,θ=37°;虚线左、右空间分别存在磁感应强度为B1=
2πm
q
T,B2=
4πm
q
T的匀强磁场,方向分别垂直于纸面向外、向里;整个空间存在着竖直方向的、随时间交替变化的匀强电场(如图乙所示,竖直向上方向为正方向).在距O点为L=
6
π
处的P点有一物块抛射器,在t=0时刻将一质量为m、带电荷量为q(q>0)的小物块(可视为质点)抛入电磁场,小物块恰好能在0点切人ON斜面.设小物块在ON面上滑行时无电荷损失且所受洛伦兹力小于2mgcosθ,取g=10m/s?,求:

(1)小物块被抛出时的速度大小和方向.
(2)小物块从抛出到运动至N点所用的时间.

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如图甲所示,一个直径为d的纸筒,固定在可以匀速转动的转台上,侧面开有位于竖直方向的狭缝,在转台的中心放有不随转台转动的油漆喷射器,它能以恒定速率水平向右喷射油漆,质量为2.00kg的金属长圆柱棒用白纸包着,当接通电源待电机稳定转动后,烧断悬挂圆柱棒的细线,圆柱棒自由下落,油漆可在圆柱棒的纸上留下记号.图乙是按正确操作获得的一条纸带,图中O是画出的第一个痕迹,A、B、C、D、E、F、G是依次画出的痕迹,测得痕迹之间沿棒方向的距离依次为OA=26.0mm、AB=50.0mm、BC=74.0mm、CD=98.0mm、DE=122.0mm、EF=146.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,由此验证机械能守恒定律.根据以上内容,可得:
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①根据乙图所给的数据,可知毛笔画下痕迹B、E两时刻间棒的动能变化量为
 
J,重力势能的变化量为
 
J,由此可得出的结论是
 
.(g取9.80m/s2,结果保留三位有效数字)②如要验证毛笔画下痕迹O、F两点的过程中圆柱棒机械能守恒时,实验者不知道工作电压减小,电动机转速小于1200r/min,由于这一原因将导致△EP
 
△Ek(填“大于、小于、等于”).③实验中某同学利用获得的实验数据同时测定了当地的重力加速度g的值.假设OF间的距离为h,EG间的距离s.电动机转动频率用f表示.有下面三种方法求重力加速度的值,分别是:
A.根据h=
1
2
gt2
,其中t=
6
f
,求得:g=
2hf2
62

B.根据vF=gt,其中t=
6
f
,而vF=
s
2T
(其中T=
1
f
),求得:g=
sf2
12

C.根据
v
2
F
=2gh
,而vF=
s
2T
,(其中T=
1
f
),求得:g=
s2f2
8h

你认为用哪种方法比较妥当?其它方法可能存在的问题是什么?答:
 

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25.如图甲所示,光滑、绝缘直角三角型斜面固定在水平地面上,边长;虚线左、右空间存在

磁感应强度为 的匀强磁场,方向分别垂直于纸面向里、向外;整个空间存在着竖直方向的、随时问交替变化的匀强电场(如图乙所示,竖直向上方向为正方向)。在距处的点有一物块抛射器,在时刻将一质量为、带电荷量为的小物块(可视为质点)抛入电磁场,小物块恰好能在点切入斜面。设小物块在面上滑行时无电荷损失且所受洛伦兹力小于,求:

    (1)小物块抛出速度的大小;

(2)小物块从抛出到运动至点所用时间。

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