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如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,...

如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将BA附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图(b)所示),则B的总势能曲线如图(c)中II所示,将Bx=20.0cm处由静止释放,求:(解答时必须写出必要的推断说明。取g=10m/s2

   

(1)B在运动过程中动能最大的位置;

(2)运动过程中B的最大速度和最大位移。

(3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线,斜率(J/m)求导轨的倾角。

 

(1)x=6.1cm;(2)vmax=1.31m/s;18.0cm (3) 【解析】 由于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图象得最小势能为0.47 J,则最大动能为总能量减去最小势能,从图线中得到有用信息。 (1)势能最小处动能最大,由图线II得:x=6.1cm (2)由图读得释放处势能EP=0.90J,此即B的总能量。出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图像得最小势能为0.47J,则最大动能为EKm=0.90-0.47=0.43J 最大速度为 x=20.0 cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此,最大位移△x=20.0-2.0=18.0cm (3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系,即EPg=mgxsinθ=kx 所以: 由直线斜率斜率 解得:θ=60°
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如图所示,设AB段是距水平传送带装置高为H=1.25m的光滑斜面,水平段BC使用水平传送带装置,BCL=5m,与货物包的摩擦系数为μ=0.4,顺时针转动的速度为V=3m/s.设质量为m=1kg的小物块由静止开始从A点下滑经过B点的拐角处无机械能损失.小物块在传送带上运动到C点后水平抛出,恰好无碰撞的沿圆弧切线从D点进入竖直光滑圆孤轨道下滑.D、E为圆弧的两端点,其连线水平.已知圆弧半径R2=1.0m圆弧对应圆心角θ=106°,O为轨道的最低点.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:

(1)小物块在B点的速度大小.

(2)小物块在水平传送带BC上的运动时间.

(3)水平传送带上表面距地面的高度.

(4)小物块经过O点时对轨道的压力.

 

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如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×1011kg、电荷量q=+1.0×105C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=60°,并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,微粒射出磁场时的偏转角也为θ=60°.已知偏转电场中金属板长L=2cm,圆形匀强磁场的半径R=10cm,重力忽略不计.求:

1)带电微粒经U1=100V的电场加速后的速率;

2)两金属板间偏转电场的电场强度E

3)匀强磁场的磁感应强度的大小.

 

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如图所示,abcd为足够长、水平放置的光滑固定导轨,导体棒MN的长度为L=2 m,电阻r=1 Ω。有垂直abcd平面向下的匀强磁场,磁感强度B=1.5 T,定值电阻R1=4 Ω,R2=20 Ω,小灯泡L的额定功率和额定电压分别为1.35 W9 V。当导体棒MN水平向左匀速运动,小灯泡L正常发光时。求:

(1)电流表的示数;

(2)导体棒MN两端的电压;

(3)导体棒MN运动的速度大小。

 

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倾角=37°的斜面固定在水平面上,质量m=2.0kg的小物块受到沿斜面向上的F=20.0N的拉力作用,小物块由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数 (斜面足够长,取g=l0m/s2。sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)求小物块运动过程中所受摩擦力的大小;

(2)求在拉力的作用过程中,小物块加速度的大小;

(3)求小物块沿斜面向上运动0.25m时的速度;

 

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氢原子的能级如图所示,当氢原子从n=4n=2的能级跃迁时,辐射的光子照射在某金属上,刚好能发生光电效应,则该金属的逸出功为     eV.现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁,在辐射出的各种频率的光子中,能使该金属发生光电效应的频率共有     种.

 

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