2、核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子.若已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，.

　　 (1)写出氘和氚聚合的反应方程.

　　 (2)试计算这个核反应释放出来的能量.

　　 (3)若建一座功率为的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？

(一年按计算，光速，结果取二位有效数字)

1、经检测汽车A的制动性能：以标准速度20m/s，在平直公路上行驶时，制动后40s停下来。现A在平直公路上以20m/s的速度行驶，发现前方180m处有一货车B以6m/s的速度同向匀速行使，因该路段只能通过一个车辆，司机立即制动，

关于能否发生撞车事故，某同学的解答过程是：

“设汽车A制动后40s的位移为S₁，货车B在这段时间内的位移为S₂.则：

A车的位移为：

B车的位移为：

两车位移差为400-240=160(m)<180(m)；两车不相撞。”

你认为该同学的结论是否正确？如果你认为正确，请定性说明理由；如果你认为不正确，请说明理由并求出正确结果。

例1、图(1)表示用水平恒力F拉动水平面上的物体，使其做匀加速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀加速运动的加速度a也会变化，a和F的关系如图(2)所示。

(1)该物体的质量为多少？

(2)在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码，保持砝码与该物体相对静止，其他条件不变，请在图2的坐标上画出相应的a--F图线。

(3)由图线还可以得到什么物理量？(要求写出相应的表达式或数值)

选题理由：学会读图，利用图象处理问题

解答：

(1)F-μmg =ma , ；

由图线斜率：1/m=2 ；所以m =0.5kg ；

(2)过点(2，0)和(4，2)图线略

(3)μmg=1N ；μ=0.2

例2、如图，电动传送带以恒定速度运行，传送带与水平面的夹角，现将质量m=20kg的物品箱轻放到传送带底端，经过一段时间后，物品箱被送到h=1.8m的平台上，已知物品箱与传送带间的动摩擦因数，不计其他损耗，则每件物品箱从传送带底端送到平台上，需要多少时间？每输送一个物品箱，电动机需增加消耗的

　 电能是多少焦耳？()

选题理由：1、斜面上物体的加速度求解学生易错

2、电动机需增加消耗的电能应有哪些能量构成，

怎样计算是一个难点。

①

②

例3、如图16所示，一质量为M的长方形木板B放在光滑的水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m<M。现以地面为参照系，给A和B以大小相等方向相反的初速度V。使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A没有滑离B板，且相对滑动的时间为t，以地面为参照系。

(2)　　　 求它们最后的速度大小和方向；

(2)求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)到出发点的距离。

选题理由：学会画过程分析图

解：(1)取水平向右为正，则系统初动量为MV₀－mV₀.

因M>m，则其方向为正，又因系统置于光滑水平面，其所受合外力为零，故AB相对滑动时，系统总动量守恒AB相对静止后设速度为V，则系统动量为(M+m)V.

方向也为正，则V方向为正，即水平向右.

且MV₀－Mv₀=(M+m)V　 V=·V₀

(2)在地面上看A向左运动至最远处时，A相对地的速度为O.

　　　 设AB之间的摩擦力大小于f，对A：

　　　 则有)

= 方向向右，设向左运动的最大距离为S.

则　　 (V)

S=　 负号表示向左.

例4、如图所示，带正电小球质量为m＝1×10^-2kg，带电量为q＝l×10^-6C，置于光滑绝缘水平面上的A点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度v_B ＝1.5m／s，此时小球的位移为S ＝0.15m．求此匀强电场场强E的取值范围．(g＝10m／s。)

某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为θ，由动能定理qEScosθ＝－0得＝V／m．由题意可知θ＞0，所以当E ＞7.5×10⁴V／m时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动．

经检查，计算无误．该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充．

解：该同学所得结论有不完善之处．

为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力

　　　　　　　　 qEsinθ≤mg

所以

即　　　 7.5×10⁴V/m＜E≤1.25×10⁵V/m

例5、如图所示，abcd为质量M＝2 kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面，另有一根质量m＝0.6 kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱e、f(竖直立柱光滑，且固定不动)，导轨处于匀强磁场中，磁场以为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度大小都为B＝0.8 T．导轨的bc段长l＝0.5 m，其电阻r＝0.4 ，金属棒的电阻R＝0.2，其余电阻均可不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2．若在导轨上作用一个方向向左、大小为F＝2N的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g取，试求：

(1)导轨运动的最大加速度；

(2)导轨的最大速度；

(3)定性画出回路中感应电流随时间变化的图线．

解：导轨在外力作用下向左加速运动，由于切割磁感线，在回路中要产生感应电流，导轨的bc边及金属棒PQ均要受到安培力作用，PQ棒受到的支持力要随电流的变化而变化，导轨受到PQ棒的摩擦力也要变化，因此导轨的加速度要发生改变．导轨向左切割磁感线时，

有，　　　　　　　　　　　　　　 　　　①　

导轨受到向右的安培力，金属棒PQ受到向上的安培力，导轨受到PQ棒对它的摩擦力，根据牛顿第二定律，有F-BIl-(mg-BIl)＝Ma，即

F-(1-μ)Bil- mg＝Ma．②　

(1)　　　 当刚拉动导轨时，v＝0，由①式可知，则由②式可知，此时有最大加速度，即．　

(感应电动势、右手定则、全电路欧姆定律)

(2)　　　 随着导轨速度v增大，增大而a减小，当a＝0时，有最大速度，从②式可得，有

③　

将代入①式，　　　 得．　

(3)从刚拉动导轨开始计时，t＝0时，，I＝0，当时，v达到最大，I达到2.5 A，电流I随时间t的变化图线如图所示．

课后练习

8.解析：(1)U形框向右运动时，NQ边相当于电源，产生的感应电动势E=Blv₀，当如图乙所示位置时，方框bd之间的电阻为

U形框连同方框构成的闭合电路的总电阻为

闭合电路的总电流为

根据欧姆定律可知，bd两端的电势差为：U_bd=

方框中的热功率为：

(2)在U形框向右运动的过程中，U形框和方框组成的系统所受外力为零，故系统动量守恒，设到达图示位置时具有共同的速度v，根据动量守恒定律

根据能量守恒定律，U形框和方框组成的系统损失的机械能等于在这一过程中两框架上产生的热量，即

(3)设U形框和方框不再接触时方框速度为v₁， u形框的速度为v₂：，根据动量守恒定律，有3mv=4mv_I+3mv₂……两框架脱离以后分别以各自的速度做匀速运动，经过时间t方框最右侧和U形框最左侧距离为s，即(v₂-v₁)t=s联立以上两式，解得

7.解析：(1)撤去F之前，设通过电阻R的电流为I，则金属杆受到的安培力大小F安=BIL=F．撤去F之后，由P=I²R知，当电阻R上消耗的电功率为P/4时，通过R的电流I'=I/2，则金属杆受到的安培力F’安=BI'L=F/2，方向水平向左，由牛顿第二定律得，

．方向水平向左．

(2)撤去F后，金属杆在与速度方向相反的安培力作用下，做减速运动直到停下。设匀速运动时金属杆的速度为v，则I²(R+r)=Fv，又P=I²R，解得

由能量守恒可得，撤去F后，整个电路产生的热量

则电阻R上产生的焦耳热

6.答案:4；0.28；0.08

解析:F_安=(M-m)g,转化的内能=F_安L

5.答案:0.5W

解析:由题意分析知,当砝码加速下落到速度最大时,砝码的合外力为零,此时R得到功率最大,为mg=BI_maxL　 ①

Pmax=I²_maxR②

由式①②得　　 P_max=(mg/BL)²R=0.5W

4.答案：C

　 解析：这是一道选用力学规律求解电磁感应的好题目，线框做的是变加速运动，不能用运动学公式求解，那么就应想到动能定理，设线框刚进出时速度为v₁和v₂，则第一阶段产生的热量

，第二阶段产生的热量Q₂=mv²/2，只要能找出v₁和v₂的关系就能找到答案，由动量定理可得　　

3.答案：D

　 解析：铝环向右运动时，环内感应电流的磁场与磁铁产生相互作用，使环做减速运动，磁铁向右做加速运动，待相对静止后，系统向右做匀速运动，由I=(m+M)v，得v=I/(m+M)，即为磁铁的最大速度，环的最小速度，其动能的最小值为m/2·{I/(m+M)}²，铝环产生的最大热量应为系统机械能的最大损失量，I₂/2m-I²/2(m+M)=MI²/2m(m+M)．

2.答案:A

　 解析：两种情况下产生的总热量，都等于金属棒的初动能.