【題目】如圖,兩根一端帶有擋柱的光滑金屬導軌MNPQ與水平面成θ=30°角放置在磁感應強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向上,兩導軌間距L=1m。現(xiàn)有兩根完全相同的金屬棒abcd,長度均為L,質量均為m=1kg,電阻均為R=1,兩金屬棒與導軌始終垂直且保持良好接觸,導軌自身電阻不計,F(xiàn)讓金屬棒ab在沿斜面向上的外力F作用下從軌道上某處由靜止開始做加速度a=2.5m/s2的勻加速直線運動,到金屬棒cd剛要滑動時撤去外力F,此后金屬棒ab繼續(xù)向上運動0.1s后減速為零,當金屬棒ab剛好返回到初始出發(fā)點時金屬棒cd對擋柱的壓力是金屬棒ab靜止時壓力的2倍。g10m/s2。求:

1)外力F的沖量大小;

2)金屬棒ab從減速為零到返回出發(fā)點過程中所產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】110Ns;(24.06J

【解析】

1)設金屬棒ab的速度為v時金屬棒cd剛要滑動,由

解得v=2.5m/s

根據(jù)速度時間公式有

v=at

代入數(shù)據(jù)得t=1s

勻加速時段內金屬棒ab的位移為

x1=at2=1.25m

對金屬棒ab,根據(jù)牛頓第二定律有

代入數(shù)據(jù)可知Ft線性變化,且最大值為F1=12.5N;最小值F2=7.5N

因此外力F的沖量為

解得I=10Ns

2)撤力后金屬棒cd仍靜止,設金屬棒ab減速滑行的位移為x2,由動量定理得

解得x2=1m

設金屬棒ab返回到出發(fā)點時的速度為v1,對金屬棒cd,由

解得v1=2.5m/s

由能量守恒得

解得Q=4.06J

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖為氫原子能級的示意圖,現(xiàn)有一個的氫原子處于n=5的激發(fā)態(tài),當向低能級躍遷時輻射出不同頻率的光。關于這些光下列說法正確的是(  )

A.可能沒有從n=5能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光

B.頻率最小的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的

C.最多可能產(chǎn)生4種不同的頻率的光

D.n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學利用重物自由下落來“驗證機械能守恒定律”。

1)請指出實驗裝置(甲)中存在的明顯錯誤______.

2)進行實驗時,為保證重物下落時初速度為零,應____(選填“A”或“B).

A.先接通電源,再釋放紙帶

B.先釋放紙帶,再接通電源

3)根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上連續(xù)打出的1,2,34四個點如圖()所示.已測出1,2,34到打出的第一個點O的距離分別為h1,h2,h3,h4,打點計時器的打點周期為T.若代入所測數(shù)據(jù)能滿足表達式gh3=______(用題目中已測出的物理量表示),則可驗證重物下落過程機械能守恒.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學利用單擺測量重力加速度

1)為了使測量誤差盡量小,下列說法正確的是 ______

A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球

B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線

C.實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動

D.擺長一定的情況下,擺的振幅盡量大

2)下列擺動圖像真實地描述了對擺長約為1 m的單擺進行周期測量的四種操作過程,圖中橫坐標原點表示計時開始,A、B、C均為30次全振動的圖象,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是__________。(填字母代號)

A.B.C.D.

3)如圖所示,在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1m的單擺。實驗時,由于僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺。于是他先使擺球自然下垂,在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標記點,測出單擺的周期T1;然后保持懸點位置不變,設法將擺長縮短一些,再次使擺球自然下垂,用同樣方法在豎直立柱上做另一標記點,并測出單擺的周期T2;最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上的兩標記點之間的距離△L。用上述測量結果,寫出重力加速度的表達式____________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】同學們利用如圖所示方法估測反應時間。

首先,甲同學捏住直尺上端,使直尺保持豎直狀態(tài),直尺零刻度線位于乙同學的兩指之間。當乙看見甲放開直尺時,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度讀數(shù)為,則乙同學的反應時間為 (重力加速度為)。

基于上述原理,某同學用直尺制作測量反應時間的工具,若測量范圍為00.4s,則所用直尺的長度至少為 cm10m/s2);若以相等時間間隔在該直尺的另一面標記出表示反應時間的刻度線,則每個時間間隔在直尺上對應的長度是 的(選填相等不相等.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了磁生電現(xiàn)象。如圖,他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上,線圈A和電池連接,線圈B用導線連通,導線下面平行放置一個小磁針。實驗中可能觀察到的現(xiàn)象是 (  )

A. 線圈A和電池連接瞬間,小磁針會偏轉

B. 線圈A和電池斷開瞬間,小磁針不偏轉

C. 線圈B匝數(shù)較少時小磁針不偏轉,匝數(shù)足夠多時小磁針會偏轉

D. 用一節(jié)電池作電源小磁針不偏轉,用十節(jié)電池作電源小磁針會偏轉

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某興趣小組的同學們在學習了動能定理以后,嘗試用如圖所示的裝置來驗證動能定理。打點計時器接在頻率為f的交流電源上,實驗前已測出砝碼和砝碼盤的總質量為m,小車的質量為M

1)掛砝碼和砝碼盤前,為了消除摩擦力的影響,應調節(jié)木板右側的高度,直至輕推小車觀察到_____

2)掛上砝碼和砝碼盤后,按實驗要求打出圖中紙帶、其中O為起始點,依次每隔5個點為一個計數(shù)點,A、B、C、DE為紙帶上選取的連續(xù)5個清晰的計數(shù)點,測量出AC、E計數(shù)點到O點的距離分別為x1x2、x3,則打下C點時小車的速度vc_____

3)若將砝碼和砝碼盤的重力視為小車受到的拉力,從OC的過程中,只要表達式_____成立即驗證了動能定理

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)為了研究平拋物體的運動,可做下面的實驗:如圖甲所示,用小錘打擊彈性金屬片,B球就水平飛出,同時A球被松開,做自由落體運動,兩球同時落到地面;如圖乙所示的實驗:將兩個完全相同的斜滑道固定在同一豎直面內,最下端水平。把兩個質量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放,滑道2與光滑水平板連接,則將觀察到的現(xiàn)象是球1落到水平木板上擊中球2,這兩個實驗說明______ 。

A.甲實驗只能說明平拋運動在豎直方向做自由落體運動

B.乙實驗只能說明平拋運動在水平方向做勻速直線運動

C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條

D.甲、乙二個實驗均能同時說明平拋運動在水平、豎直方向上的運動性質

(2)關于“研究物體平拋運動”實驗,下列說法正確的是______

A.小球與斜槽之間有摩擦會增大實驗誤差

B.安裝斜槽時其末端切線應水平

C.小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放

D.小球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些

E.將木板校準到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直平面平行

F.在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O,作為小球做平拋運動的起點和所建坐標系的原點

(3)如圖丙是正確實驗取得的數(shù)據(jù),其中O為拋出點,則此小球作平拋運動的初速度為______m/s。(g9.8m/s2

(4)在另一次實驗中,該同學沒有記下小球做平拋運動的拋出點,只記錄下了如圖丁所示的ab、c三點,則:(g10m/s2

①小球平拋運動的初速度為______ m/s

②小球運動到b點的速度為______ m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質量為1kg的質點靜止于光滑水平面上,從t=0時刻開始,受到水平外力F作用,如圖所示.下列判斷正確的是( )

A.第2 s內外力所做的功是4 J

B.02 s內外力的平均功率是4 W

C.第2 s末外力的瞬時功率最大

D.第1 s末與第2 s末外力的瞬時功率之比為9:4

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