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          精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
          
			
          
				
          如圖，兩根足夠長的光滑固定平行金屬導軌與水平面成θ角，導軌間距為d，兩導體棒a和b與導軌垂直放置，兩根導體棒的質量都為m、電阻都為R，回路中其余電阻不計。整個裝置處于垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度的大小為B,在t=0時刻使a沿導軌向上作速度為v的勻速運動，同時將b由靜止釋放，b經過一段時間后也作勻速運動。已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=300，g取10m／s2，不計兩導棒間的相互作用力。          
          （1）若使導體棒b靜止在導軌上，導體棒a向上運動的速度v多大?
          （2）若a在平行于導軌向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿導軌向上勻速運動，試導出F與b的速率v2的函數關系式并求出v2的最大值；
          （3）在(2)中，當t=2s時，b的速度達到5.06m/s，2s內回路中產生的焦耳熱為13.2J，求該2s內力F做的功(結果保留三位有效數字)。
           
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
           
          ⑴v1=10m/s  ④（1分）
          ⑵vm= 8m/s （1分）
          ⑶WF=14.9J   （1分）
          解析:解：⑴設a的速度為v1，則   ①  （1分）
                對b： ②（1分）     
           FA=mgsinθ ③（1分）
               將①②式代入③式得：v1=10m/s  ④（1分）
          ⑵設a的速度為v1，b的速度為v2，回路電流為I，
          則：  ⑤（1分）
          對a：mgsinθ+ FA = F     ⑥（2分）
          代入數據得:   （1分）
          設b的最大速度為vm，則有：（2分）
          代入數據得:    vm= 8m/s （1分）
          ⑶對b：mgsinθ－FA= ma   （1分） 
          用微元法計算b棒的位移, 取任意無限小△t時間,b棒位移為
          對上式兩邊同乘以得    （1分）
          代入數據并求和得：   8t－x2 =2v2  （1分）
          將t=2s，v2=5.06m/s代入上式得：x2=5.88m   （1分）
          a的位移：x1=v1t= 2×2 = 4m
          由功能關系知：
                 （1分）
              代入數據得：WF=14.9J   （1分）
           
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          水平固定的兩根足夠長的平行光滑桿AB和CD，兩桿之間的距離為d，兩桿上各穿有質量分別為m1=4kg和m2=2kg的小球，兩小球之間用一輕質彈簧連接，彈簧的自由長度也為d．開始時，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，兩小球靜止，如圖（a）所示．現給小球m1一沿桿向右方向的瞬時沖量，以向右為速度的正方向，得到m1的速度--時間圖象為如圖（b）所示的周期性圖象（以小球m1獲得瞬時沖量開始計時）．

          （1）在圖（b）中作出小球m2的速度-時間圖象；
          （2）若在光滑桿上小球m2左側較遠處還穿有另一質量為m3=2kg的小球，該小球在某一時刻開始向右勻速運動，速率為v=4m/s，它將遇到小球m2并與m2結合在一起運動，求：在以后的過程中，彈簧彈性勢能的最大值的范圍？
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          水平固定的兩根足夠長的平行光滑桿MN、PQ，兩者之間的間距為L，兩光滑桿上分別穿有一個質量分別為MA=0.1kg和MB=0.2kg的小球A、B，兩小球之間用一根自然長度也為L的輕質橡皮繩相連接，開始時兩小球處于靜止狀態(tài)，輕質橡皮繩處于自然伸長狀態(tài)，如圖（a）所示．現給小球A一沿桿向右的水平瞬時沖量I，以向右為速度正方向，得到A球的速度-時間圖象如圖（b）所示．（以小球A獲得瞬時沖量開始計時，以后的運動中橡皮繩的伸長均不超過其彈性限度．）
          （1）求瞬時沖量I的大��；
          （2）在圖（b）中大致畫出B球的速度-時間圖象；
          （3）若在A球的左側較遠處還有另一質量為MC=0.1kg小球C，某一時刻給C球4m/s的速度向右勻速運動，它將遇到小球A，并與之結合在一起運動，試定量分析在各種可能的情況下橡皮繩的最大彈性勢能．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2010?資陽三模）如圖所示，水平放置的兩根足夠長的平行光滑桿AB和CD，各穿有質量分別為M和m的小球，兩桿之間的距離為d，兩球用自由長度為d 的輕質彈簧連接，現從左側用檔板將M球擋住，再用力把m向左邊拉一段距離（在彈性限度內）后自靜止釋放，釋放后，下面判斷中不正確的是（　�。�
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          水平固定的兩根足夠長的平行光滑桿AB和CD，兩桿之間的距離為d，兩桿上各穿有質量分別為m1=1kg和m2=2kg的小球，兩小球之間用一輕質彈簧連接，彈簧的自由長度也為d．開始時，彈簧處于自然伸長狀態(tài)，兩小球靜止，如圖（a）所示．現給小球m1一沿桿向右方向的瞬時初速度，以向右為速度的正方向，得到m1的v-t圖象為如圖（b）所示的周期性圖線（以小球m1獲得瞬時速度開始計時）．
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          （1）求出在以后的過程中m2的速度范圍；    
          （2）在圖（b）中作出小球m2的v-t圖象；
          （3）若在光滑桿上小球m2右側較遠處還穿有另一質量為m3=3kg的小球，該小球在某一時刻開始向左勻速運動，速率為v=4m/s，它將遇到小球m2并與m2結合在一起運動，求：在以后的過程中，彈簧彈性勢能的最大值的范圍？
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖6所示，水平放置的兩根足夠長的平行光滑桿AB和CD，各穿有質量為M和m的小球（可視為質點），兩桿之間相距為a，用原長為a的輕質彈簧連接.現在把M球從左邊用板擋住，用力把m拉向左一段距離（在彈性限度內）釋放后，則下列說法正確的是(　　)?
            
            
          圖6
            
          A.在彈簧第一次恢復原長的過程中，兩球和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,機械能守恒?
            
          B.在彈簧第二次恢復原長時，M的速度達到最大
            
          C.在彈簧第一次恢復原長后繼續(xù)運動的過程中系統(tǒng)同時滿足動量守恒和機械能守恒定律?
            
          D.不論在哪次過程中，系統(tǒng)的動量不守恒，系統(tǒng)的機械能守恒
          

			
          

			
          
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