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如图所示,在水平面上有两条金属导轨MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所...

如图所示,在水平面上有两条金属导轨MNPQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里,磁感应强度的大小为B,两根质量均为m的完全相同的金属杆12间隔一定的距离摆开放在导轨上,且与导轨垂直.它们的电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨电阻不计,金属杆的摩擦不计.杆1以初速度v0滑向杆2,为使两杆不相碰。求

1)若杆2固定,最初摆放两杆时的最小距离S1为多少?

2)若杆2不固定,杆1在运动过程中产生的热量Q为多少?最初摆放两杆时的最小距离S2为多少?

 

(1)(2) 【解析】试题分析:两个棒均不固定时,左边棒受向左的安培力,右边棒受向右的安培力,故左边棒减速,右边棒加速,两个棒系统动量守恒,根据动量守恒定律得到最后的共同速度,然后对右边棒运用动量定理列式; 当右边棒固定时,左边棒受向左的安培力,做减速运动,根据动量定理列式; (1)当棒2固定后,对左侧棒,以向右问正方向,根据动量定理,有,其中, 故,即, 解得,故AB间的距离最小为; (2)金属杆1、2均不固定时,系统动量守恒,以向右问正方向,有, 解得;系统产生的热量等于系统减小的动能,由于两者电阻相同,所以杆1产生的热量为总热量的一半,故 对右侧杆,采用微元法,以向右问正方向,根据动量定理,有, 其中,故, 即,解得,即AB间的距离最小为;  
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考点分析:
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如图所示为粮店常用的皮带传输装置,它由两台皮带传输机组成,一台水平传送,AB两端相距3m;另一台倾斜,传送带与地面倾角θ=370;CD两端相距4.45m,B、C相距很近.水平部分AB以v0=5m/s的速率顺时针转动,将质量为10kg的一袋米匀速传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间动摩擦因数为0.5.求:

(1)若CD部分不运转,求米袋沿传输带所能上升的最大距离;

(2)若要米袋能被送到D端,CD部分运转速度应满足的条件及米袋从C到D所用时间的取值范围。

 

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有一个质量为m的小圆环瓷片最高能从h=0.18m高处静止释放后直接撞击地面而不被摔坏。现让该小圆环瓷片恰好套在一圆柱体上端且可沿圆柱体下滑,瓷片与圆柱体之间的摩擦力f=4.5mg。如图所示,若将该装置从距地面H=4.5m高处从静止开始下落,瓷片落地恰好没摔坏。已知圆柱体与瓷片所受的空气阻力都为自身重力的k=0.1倍,圆柱体碰地后速度立即变为零且保持竖直方向。g=10m/s2。求:

(1)瓷片直接撞击地面而不被摔坏时的最大着地速度v0

(2)瓷片随圆柱体从静止到落地的时间t和圆柱体长度L。

 

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研究表明,一般人的刹车反应时间(即如图中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v1=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m,减速过程中汽车位移x=25m,此过程可视为匀变速直线运动,取重力加速度的大小g=10m/s2,求:

(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;

(2)饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了多少;

 

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某研究学习小组用图甲所示的装置

探究加速度与合力的关系.装置中的铝箱下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小,铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持铝箱总质量m不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验,得到多组aF值(F为力传感器的示数,等于悬挂滑轮绳子的拉力).已知重力加速度为g,不计滑轮的重力.某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点O的倾斜直线,其中纵轴为铝箱的加速度大小,横轴应为             (用所给字母表示);当砂桶和砂的总质量较大 导致a较大时,图线       (填选项前的字母).

A.偏向纵轴

B.偏向横轴

C.仍保持原方向不变

D.斜率逐渐减小

 

 

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某同学设计了一个用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的具体装置如下图所示,在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50 Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力

1)若实验已得到的打点纸带如下图所示,并测得各计数点间距(标在图上),则应该选_______段来计算A的碰撞前速度(填“AB”“BC”“CD”“DE”)。

2)已测得小车A的质量mA=0.40 kg,小车B的质量mB=0.20 kg。由以上测量结果可得:碰前动量P=________kg·ms;碰后动量P‘’=___________kg·ms

由此得出结论是______________________(本题计算结果均保留三位有效数字)。

 

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