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如图所示,倾角θ=30°,宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感...

如图所示,倾角θ=30°,宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1T,范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为P=6W的牵引力F牵引一根质量m=O.2kg,电阻R=1Ω放在导轨上的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直),当ab棒移动t=1.5s时获得稳定速度,在此过程中,金属棒产生的热量为Q=5.8J( 不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m/s2),求:
(1)ab棒的稳定速度;
(2)ab棒从静止开始达到稳定速度通过的距离.

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(1)本题和机车以恒定的功率启动类似,当达到稳定速度时,导体棒所受平衡,根据P=Fv求解速度. (2)金属棒做变速运动,不能根据运动学公式求解,由于功率保持不变,外力F做功为W=Pt,因此可以根据功能关系求解. 【解析】 (1)由题牵引力的功率为 P=Fv 稳定时ab棒做匀速运动,则有   F=mgsin30°+FA, 而安培力FA=BIL,I=联立以上各式,得:P=(mg×+)v, 代入数据得:6=(0.2×10×+)v 整理得:v2+v-6=0, 解得:v=2m/s (2)根据动能定理得:   Pt-WA-mgSsinθ=mv2 又由功能关系得:WA=Q=5.8J 联立上两式,代入数据解得,S=5.6m 答: (1)ab棒的稳定速度为2m/s; (2)ab棒从静止开始达到稳定速度通过的距离为5.6m.
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考点分析:
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如图所示,在光滑绝缘水平面两端有两块平行带电金属板A、B,其间存在着场强E=200N/C的匀强电场,靠近正极板B处有一薄挡板S.一个带电小球,质量为m=1×10-2kg、电量q=-2×10-3C,开始时静止在P点,它与挡板S的距离为h=5cm,与A板距离为H=45cm.静止释放后小球在电场力的作用下向左运动,与挡板S相碰后电量减少到碰前的K倍,K=5/6,碰撞前后小球的速度大小不变.
(1)设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零,则电场中P点的电势Up为多少?小球在P点时的电势能⊱p为多少
(2)小球第一次与挡板S碰撞时的速度多大?第一次碰撞后小球能运动到离A板多远的地方?

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在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中,由于失重,因此无法利用天平称出物体的质量,科学家们用下述方法巧妙地测出了一物块的质量.将一带有推进器、总质量为m=5kg的小滑车静止放在一平台上,平台与小车间的动摩擦因数为0.25,开动推进器,小车在推进器产生的恒力作用下从静止开始运动,测得小车前进1.25m历时5s.关闭推进器,将被测物块固定在小车上,重复上述过程,测得5s内小车前进了1.00m.问:科学家们用上述方法测得的物块的质量M是多少?
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如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长.求从小物块放上小车开始,经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少?(取g=10m/s2).

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某实验小组采用如图1所示的装置来探究“功与速度变化的关系”.实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面.实验的部分步骤如下:
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(1)将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上,在长木板的另一端固定打点计时器;
(2)把纸带穿过打点计时器的限位孔,连在小车后端,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码;
(3)把小车拉到靠近打点计时器的位置,接通电源,从静止开始释放小车,得到一条纸带;
(4)关闭电源,通过分析小车位移与速度的变化关系来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系.
图2是实验中得到的一条纸带,点O为纸带上的起始点,A、B、C是纸带的三个计数点,相邻两个计数点间均有4个点未画出,用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图所示,已知所用交变电源的频率为50Hz,问:
(1)打B点时刻,小车的瞬时速度vB=______m/s.(结果保留两位有效数字)
(2)本实验中,若钩码下落高度为h1时合外力对小车所做的功W,则当钩码下落h2时,合外力对小车所做的功为______.(用h1、h2、w表示)
(3)实验中,该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图3所示.根据该图形状,某同学对W与v的关系作出的猜想,
肯定不正确的是______(填写选项字母代号)
A.W∝v        B.W∝v2
C.manfen5.com 满分网       D.W∝v3
(4)在本实验中,下列做法能有效地减小实验误差的是______(填写选项字母代号)
A.把长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力
B.实验中控制钩码的质量,使其远小于小车的总质量
C.调节滑轮高度,使拉小车的细线和长木板平行
D.先让小车运动再接通打点计时器.
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在做《互成角度的两个力的合力》实验时,橡皮筋的一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是______
A.同一次实验过程中,O点位置允许变动
B.实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间夹角应取90°以便于算出合力大小.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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