如图3-6所示.倾角为37°的光滑绝缘的斜面上放着M=1 kg的导 轨abcd.ab∥cd.另有一质量m=1 kg的金属棒EF平行bc放在导 轨上.EF下侧有绝缘的垂直于斜面的立柱P.S.Q挡住EF使之 不下滑.以OO′为界.斜面左边有一垂直于斜面向下的匀强磁 场.右边有平行于斜面向下的匀强磁场.两磁场的磁感应强度均为 B=1 T.导轨bc段长L=1 m.金属棒EF的电阻R=1.2 Ω.其余 电阻不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.4.开始时导轨的bc边用细线系在立柱S 上.导轨和斜面足够长.当剪断细线后.试求: (1)导轨abcd运动的最大加速度. (2)导轨abcd运动的最大速度. (3)若导轨从开始运动到最大速度的过程中.流过金属棒EF的电量q=5 C.则在此过程中.系统损失的机械能是多少? 解析:(1)对导轨进行受力分析有:Mgsin 37°-Ff-F安=Ma.其中F安=BIL=.对金属棒受力分析得:Ff=μN=μ.则导轨的加速度: a= =gsin 37°-μgcos 37°-(1-μ) 可见当v=0时.a最大, am=gsin 37°-μgcos 37°=2.8 m/s2. (2)当导轨达到最大速度时受力平衡即a=0.此时: vm==5.6 m/s. (3)设导轨下滑距离为d时达到最大速度:q=IΔt==.d=6 m 对导轨由动能定理得:Mgdsin 37°-W损=Mv 损失的机械能W损=Mgdsin 37°-Mv=20.32 J. 答案:(1)2.8 m/s2 20.32 J 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,倾角θ=37°的斜面上,轻弹簧一端固定在A点,自然状态时另一端位于B点,斜面上方有一半径R=1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于D处,圆弧轨道的最高点为M.现用一小物块将弹簧缓慢压缩到C点后释放,物块经过B点后的位移与时间关系为x=8t-4.5t2(x单位是m,t单位是s),若物块经过D点后恰能到达M点,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

 (1)物块与斜面间的动摩擦因数μ

(2)BD间的距离x

(3)若斜面上B点以下光滑,在M处安装一个竖直弹性挡板,小物块与挡板的碰撞时间极短,试通过计算判断小物块在以后的运动过程中是否脱离轨道。

查看答案和解析>>

如图所示,两条间距l1 m的光滑金属导轨制成倾角37°的斜面和水平面,上端用阻值为R4 Ω的电阻连接.在斜面导轨区域和水平导轨区域内分别有垂直于斜面和水平面的匀强磁场B1B2,且B1B20.5 Tabcd是质量均为m0.1 kg,电阻均为r4 Ω的两根金属棒,ab置于斜面导轨上,cd置于水平导轨上,均与导轨垂直且接触良好.已知t0时刻起,cd棒在外力作用下开始水平向右运动(cd棒始终在水平导轨上运动)ab棒受到F0.60.2t(N)沿斜面向上的力作用,处于静止状态.不计导轨的电阻.

(1)求流过ab棒的电流Iab随时间t变化的函数关系;

(2)分析并说明cd棒在磁场B2中做何种运动;

(3)t0时刻起,1 s内通过cd棒的电荷量q为多少?

(4)t0时刻起,1.2 s内作用在cd棒上外力做功为W16 J,则这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR多大?

 

查看答案和解析>>

如图所示,ABC为固定在竖直平面内的轨道,AB段为光滑圆弧,对应的圆心角q=37°,OA竖直,半径r=2.5m,BC为足够长的平直倾斜轨道,倾角q=37°。已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数m=0.25。各段轨道均平滑连接,轨道所在区域有E=4´103N/C、方向竖直向下的匀强电场。质量m=5´102kg、电荷量q=+1´104C的小物体(视为质点)被一个压紧的弹簧发射后,沿AB圆弧轨道向左上滑,在B点以速度v0=3m/s冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(设弹簧每次均为弹性形变。)则:

(1)求弹簧初始的弹性势能;

(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求小物块从A到P的电势能变化量;

(3)描述小物体最终的运动情况。

 

查看答案和解析>>

如图所示,两条间距l=1 m的光滑金属导轨制成倾角37°的斜面和水平面,上端用阻值为R=4 Ω的电阻连接.在斜面导轨区域和水平导轨区域内分别有垂直于斜面和水平面的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=0.5 T.ab和cd是质量均为m=0.1 kg,电阻均为r=4 Ω的两根金属棒,ab置于斜面导轨上,cd置于水平导轨上,均与导轨垂直且接触良好.已知t=0时刻起,cd棒在外力作用下开始水平向右运动(cd棒始终在水平导轨上运动),ab棒受到F=0.6-0.2t(N)沿斜面向上的力作用,处于静止状态.不计导轨的电阻.

(1)求流过ab棒的电流Iab随时间t变化的函数关系;
(2)分析并说明cd棒在磁场B2中做何种运动;
(3)t=0时刻起,1 s内通过cd棒的电荷量q为多少?
(4)若t=0时刻起,1.2 s内作用在cd棒上外力做功为W=16 J,则这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR多大?

查看答案和解析>>

如图所示,ABC为固定在竖直平面内的轨道,AB段为光滑圆弧,对应的圆心角q=37°,OA竖直,半径r=2.5m,BC为足够长的平直倾斜轨道,倾角q=37°。已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数m=0.25。各段轨道均平滑连接,轨道所在区域有E=4´103N/C、方向竖直向下的匀强电场。质量m=5´10-2kg、电荷量q=+1´10-4C的小物体(视为质点)被一个压紧的弹簧发射后,沿AB圆弧轨道向左上滑,在B点以速度v0=3m/s冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(设弹簧每次均为弹性形变。)则:

(1)求弹簧初始的弹性势能;
(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求小物块从A到P的电势能变化量;
(3)描述小物体最终的运动情况。

查看答案和解析>>


同步练习册答案