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如图所示,间距为L的平行金属轨道MN、PQ均固定在竖直平面内,两轨道均由水平光滑...

如图所示,间距为L的平行金属轨道MNPQ均固定在竖直平面内,两轨道均由水平光滑直轨道和半径为r的四分之一光滑圆弧轨道组成,圆弧轨道的最低点切线水平,水平轨道有一部分处在竖直向上的匀强磁场中,磁场的边界垂直于轨道,磁场边界间距也为L,轨道NQ端接有阻值为R的定值电阻,磁场右侧轨道上固定有弹性立柱,两立柱连线与轨道垂直,一个质量为m的金属棒从轨道的MP端由静止释放,金属棒穿过磁场后,与金属立柱碰撞无能量损失,此后,金属棒刚好能再次穿过磁场,金属棒和轨道电阻均不计,重力加速度为g,求

(1)金属棒到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小;

(2)金属棒第一次穿过磁场的过程中,通过电阻R的电量的大小;

(3)金属棒第一次穿过磁场的过程中,电阻R产生的焦耳热。

 

(1);(2);(3)。 【解析】 (1)由题意可知从导体棒释放到达最低点的过程中,有动能定理有: 在圆轨道最低点合力提供向心力有: 联立解得:;根据牛顿第三定律可知金属棒对轨道的压力大小为: (2)由题意可知金属棒穿过磁场后,与金属立柱碰撞无能量损失,且金属棒刚好能再次穿过磁场,即再次穿过磁场时速度恰好为0,设两次穿越磁场的时间为t,流过电荷量为q,此过程中根据: 可得: 对整个运动过程根据动量定理有: 联立两式结合(1)可解得: 金属棒第一次穿过磁场的过程中,通过电阻R的电量为: (3)设金属棒第一次穿出磁场时速度为v1,则根据动量定理有: 所以金属棒第一次穿过磁场的过程中,根据能量守恒有: 联立两式结合(2)的结果可得: 答:(1)金属棒到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为3mg; (2)金属棒第一次穿过磁场的过程中,通过电阻R的电量的大小; (3)金属棒第一次穿过磁场的过程中,电阻R产生的焦耳热。  
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如图所示,质量为1kg、长为1m L 形长木板静止在光滑的水平面上,质量为0.5kg的物块以大小为8m/s的速度从长木板的左端滑上长木板,经过2s时间刚好滑到长木板的右端,重力加速度为g=10m/s2,不计物块的大小,求

(1)物块与长木板间的动摩擦因数;

(2)若物块最终停在长木板的中点,则物块与挡板碰撞过程物块与长木板系统损失的机械能是多少。

 

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质量为M的气球,下面吊着一个质量为m的物块,重力加速度为g,不计空气对物块的作用力,求:

(1)若气球以大小为v的速度向下匀速运动,某时刻细线断开,当气球的速度为零时,物块的速度多大;(此时物块还没有落到地面)

(2)若气球以大小为v的速度向上匀速运动,某时刻细线断开,从细线断开到物块的速度为零的过程中,气球受到空气作用力的冲量大小。

 

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某同学用单摆测重力加速度,装置如图甲所示。

(1)实验前测出单摆的摆长为L,实验时,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度由静止释放,使之做简谐运动,在摆球经过__________位置时开始计时,记录n次全振动的时间为t,则当地的重力加速度为g=_______(用测得的物理量符号表示)。

(2)多次改变摆长,重复实验,测出每次实验的摆长L及小球摆动的周期T,作出LT2图像,如图乙所示,根据图像求得当地的重力加速度g=______m/s2.(结果保留三位有效数字)

 

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某实验小组利用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒。图中AB是两个相同的小车。

(1)实验前,先平衡摩擦力,只将小车A放在长木板上,并与纸带相连,将长木板装有打点计时器的一端适当垫高,打点计时器接通电源,给小车A一个初速度,如果纸带上打出的点________,则表明已平衡摩擦力。

(2)将小车B放在长木板上并在小车B上放上适当的砝码,接通打点计时器的电源,给小车A一个初速度,小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动,打出的纸带如图所示,纸带上的点为连续打出的点,测出纸带上两段连续5个间隔的长度s1s2.

由图可知,纸带的________(填“左”或“右”)端与打点计时器相连,若打点计时器连接的交流电频率为f,小车A与小车B相碰前的速度为v1=________,碰撞后两车的共同速度为v2=______,若测得小车A(包括橡皮泥)质量为mA,小车B和小车B上砝码的总质量为mB,若表达式_______成立,则AB两车碰撞过程动量守恒。

(3)如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f,则对实验结果________(填“有”或“无”)影响。

 

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如图甲所示,单边有界匀强磁场垂直光滑水平桌面向上,磁场的磁感应强度大小为B,一个质量为m、边长为L、粗细均匀的正方形金属线框放在桌面上,以一定的速度向右滑动,线框运动过程中cd边始终与磁场边界平行,线框进磁场过程中cd边两端的电压随时间变化如图乙所示,线框的电阻为R,则下列说法正确的是(  

A.线框进磁场过程中,回路中的最大感应电动势为U0

B.线框进磁场前的速度大小为

C.线框进磁场过程,线框cd边受到安培力的冲量大小为U0-U1

D.线框进磁场过程,线框中产生的焦耳热为

 

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