某实验小组设计了如图甲所示的实验装置,通过改变重物的质量来探究滑块运动的加速度和所受拉力F的关系。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条一F图线,如图乙所示。
(1)图线①是轨道处于 (填“水平”或“倾斜”)情况下得到的实验结果;
(2)图线①、②的倾斜程度(斜率)一样,说明了什么问题? (填选项前的字母)
A.滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是一样的
B.滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是不一样的
C.滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是否一样不能确定
用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“验证力的平行四边形法则”的实验,为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,则 (填选项前的字母)
A.用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与平木板平行
B.两细绳套必须等长
C.在同一次实验中,两次拉细绳套时无需使结点到达同一位置
D.用测力计拉两细绳套时,两拉力夹角越大越好
阻值为R的电阻和不计电阻的导线组成如图所示的滑轨,滑轨与水平面成α角,匀强磁场垂直滑轨所在的平面,宽窄滑轨的宽度是二倍关系,一质量为m电阻不计的导体棒ab垂直滑轨放置,彼此接触良好。不计导体棒与滑轨间的摩擦,导体棒从靠近电阻R处由静止释放,在滑至窄滑轨之前已达匀速,其速度为v,窄滑轨足够长。则下列说法正确的是( )
A.导体棒进入窄滑轨后,一直做匀速直线运动
B.导体棒在窄滑轨上先做减速运动再做匀速运动
C.导体棒在窄滑轨上匀速运动时的速度为2v
D.导体棒在宽窄两滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率之比为1:4
(18分)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆,其简化模型如图所示:Ⅰ、Ⅱ两处宽度均为L的条形匀强磁场区边界竖直,Ⅰ区域磁场垂直纸面向外,Ⅱ区域磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B,两磁场区的间距可以调节。以Ⅰ区域左边界上的O点为坐标原点建立坐标系,y轴与左边界重合,x轴与磁场边界的交点分别为O1、O2和O3。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,平行纸面从O点与y轴的夹角θ=30°射入Ⅰ区域,粒子重力不计。
(1)若粒子恰好从O1射出Ⅰ区域,粒子的速度应为多大?
(2)若粒子从Ⅰ区域右边界射出时速度与x轴的夹角为30°,调节两磁场区的间距,粒子恰好从O3射出Ⅱ区域,则粒子从O射入到从O3射出共经历了多长时间?
(15分)如图所示,位于水平面内间距为L的光滑平行导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面,导轨左端用导线相连,一质量为m、长为L的直导体棒两端放在导轨上,并与之密接。已知导轨单位长度的电阻为r,导线和导体棒的电阻均忽略不计。从 t=0时刻起,导体棒在平行于导轨的拉力作用下,从导轨最左端由静止做加速度为a的匀加速运动,求
(1)t时刻导体棒中的电流I和此时回路的电功率P;
(2)t时间内拉力做的功.
(14分)2012年11月,我国舰载机在航母上首降成功。设某一载舰机质量为m = 2.5×104 kg,速度为v0=42m/s,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,飞机将在甲板上以a0=0.8m/s2的加速度做匀减速运动,着舰过程中航母静止不动。
(1)飞机着舰后,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里?
(2)为了让飞机在有限长度的跑道上停下来,甲板上设置了阻拦索让飞机减速,同时考虑到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况,飞机着舰时并不关闭发动机。图示为飞机勾住阻拦索后某一时刻的情景,此时发动机的推力大小为F = 1.2×105 N,减速的加速度a1=20m/s2,此时阻拦索夹角θ=106°,空气阻力和甲板阻力保持不变,求此时阻拦索承受的张力大小?