2、电动机需增加消耗的电能应有哪些能量构成,
怎样计算是一个难点。
①
②
例3、如图16所示,一质量为M的长方形木板B放在光滑的水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M。现以地面为参照系,给A和B以大小相等方向相反的初速度V。使A开始向左运动,B开始向右运动,但最后A没有滑离B板,且相对滑动的时间为t,以地面为参照系。
(2) 求它们最后的速度大小和方向;
(2)求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)到出发点的距离。
选题理由:学会画过程分析图
解:(1)取水平向右为正,则系统初动量为MV0-mV0.
因M>m,则其方向为正,又因系统置于光滑水平面,其所受合外力为零,故AB相对滑动时,系统总动量守恒AB相对静止后设速度为V,则系统动量为(M+m)V.
方向也为正,则V方向为正,即水平向右.
且MV0-Mv0=(M+m)V V=·V0
(2)在地面上看A向左运动至最远处时,A相对地的速度为O.
设AB之间的摩擦力大小于f,对A:
则有)
= 方向向右,设向左运动的最大距离为S.
则 (V)
S= 负号表示向左.
例4、如图所示,带正电小球质量为m=1×10-2kg,带电量为q=l×10-6C,置于光滑绝缘水平面上的A点.当空间存在着斜向上的匀强电场时,该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动,当运动到B点时,测得其速度vB =1.5m/s,此时小球的位移为S =0.15m.求此匀强电场场强E的取值范围.(g=10m/s。)
某同学求解如下:设电场方向与水平面之间夹角为θ,由动能定理qEScosθ=-0得=V/m.由题意可知θ>0,所以当E >7.5×104V/m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动.
经检查,计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充.
解:该同学所得结论有不完善之处.
为使小球始终沿水平面运动,电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力
qEsinθ≤mg
所以
即 7.5×104V/m<E≤1.25×105V/m
例5、如图所示,abcd为质量M=2 kg的导轨,放在光滑绝缘的水平面,另有一根质量m=0.6 kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上,PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱e、f(竖直立柱光滑,且固定不动),导轨处于匀强磁场中,磁场以为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁场方向水平向右,磁感应强度大小都为B=0.8 T.导轨的bc段长l=0.5 m,其电阻r=0.4 ,金属棒的电阻R=0.2,其余电阻均可不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2N的水平拉力,设导轨足够长,重力加速度g取,试求:
(1)导轨运动的最大加速度;
(2)导轨的最大速度;
(3)定性画出回路中感应电流随时间变化的图线.
解:导轨在外力作用下向左加速运动,由于切割磁感线,在回路中要产生感应电流,导轨的bc边及金属棒PQ均要受到安培力作用,PQ棒受到的支持力要随电流的变化而变化,导轨受到PQ棒的摩擦力也要变化,因此导轨的加速度要发生改变.导轨向左切割磁感线时,
有, ①
导轨受到向右的安培力,金属棒PQ受到向上的安培力,导轨受到PQ棒对它的摩擦力,根据牛顿第二定律,有F-BIl-(mg-BIl)=Ma,即
F-(1-μ)Bil- mg=Ma.②
(1) 当刚拉动导轨时,v=0,由①式可知,则由②式可知,此时有最大加速度,即.
(感应电动势、右手定则、全电路欧姆定律)
(2) 随着导轨速度v增大,增大而a减小,当a=0时,有最大速度,从②式可得,有
③
将代入①式, 得.
(3)从刚拉动导轨开始计时,t=0时,,I=0,当时,v达到最大,I达到2.5 A,电流I随时间t的变化图线如图所示.
课后练习
8.短柬,就是一封简短的信。下面是从《给母亲的短柬》中的一封短柬,请仿照例句,给母亲写一封短柬,内容不限,形式不限。但是,用语要淳朴,感情发自真心,以叙述为主,字数不超过40字。
例句:
妈:转眼间今已古稀之年了,请你千万仍然活着。我渴望有机会与你见面。--我此生仍继续尽力寻找你。
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