(2011·上海高考物理·T33)如圖(a),磁鐵A、B的同名磁極相對(duì)放置,置于水平氣墊導(dǎo)軌上。A固定于導(dǎo)軌左端,B的質(zhì)量m=0.5kg,可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)。將B在A附近某一位置由靜止釋放,由于能量守恒,可通過(guò)測(cè)量B在不同位置處的速度,得到B的勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律,見(jiàn)圖(c)中曲線I。若將導(dǎo)軌右端抬高,使其與水平面成一定角度(如圖(b)所示),則B的總勢(shì)能曲線如圖(c)中II所示,將B在處由靜止釋放,求:(解答時(shí)必須寫(xiě)出必要的推斷說(shuō)明。取)
(1)B在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能最大的位置;
(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B的最大速度和最大位移。
(3)圖(c)中直線III為曲線II的漸近線,求導(dǎo)軌的傾角。
(4)若A、B異名磁極相對(duì)放置,導(dǎo)軌的傾角不變,在圖(c)上畫(huà)出B的總勢(shì)能隨x的變化曲線.
(在5.9 ~ 6.3cm間均視為正確) 
⑵ 1.31m/s (在1.29~1.33 m/s間均視為正確),18.0cm (在17.9~18.1cm間均視為正確)
⑶59.7°(間均視為正確)
⑷見(jiàn)解析
(1)勢(shì)能最小處動(dòng)能最大          
由圖線II得
                   
(在5.9 ~ 6.3cm間均視為正確)
(2)由圖讀得釋放處勢(shì)能,此即B的總能量。出于運(yùn)動(dòng)中總能量守恒,因此在勢(shì)能最小處動(dòng)能最大,由圖像得最小勢(shì)能為0.47J,則最大動(dòng)能為
     
(在0.42 ~ 0.44J間均視為正確)
最大速度為
                             
(在1.29~1.33 m/s間均視為正確)
x="20.0" cm處的總能量為0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直線與曲線II的左側(cè)交點(diǎn)確定,由圖中讀出交點(diǎn)位置為x=2.0cm,因此,最大位移
                                           
(在17.9~18.1cm間均視為正確)
(3)漸近線III表示B的重力勢(shì)能隨位置變化關(guān)系,即
                                           

由圖讀出直線斜率
        
間均視為正確)
(4)若異名磁極相對(duì)放置,A,B間相互作用勢(shì)能為負(fù)值,總勢(shì)能如圖。      
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在光滑、絕緣的水平桌面上有一質(zhì)量m =0.1kg、電荷量q=+0.001C的帶電小球,以初速度v0=2m/s沿桌面做直線運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示。在x=0到x=6m的范圍內(nèi),下列說(shuō)法正確的是(     )
A.帶電小球由x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m的過(guò)程中,電場(chǎng)力做的功為0.2J
B.帶電小球由x=2m運(yùn)動(dòng)到x=6m,電場(chǎng)力做功為0.2J
C.在x=2m到x=6m的范圍內(nèi),場(chǎng)強(qiáng)沿x方向的分量大小為200V/m,方向沿+x方向
D.在x=0到x=2m的范圍內(nèi),場(chǎng)強(qiáng)沿x方向的分量大小為100V/m,方向沿+x方向

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)半徑分別為r=0.1m和R=2r=0.2m的兩個(gè)質(zhì)量不計(jì)的圓盤(pán),共軸固定連接在一起,可以繞水平軸O無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),大圓盤(pán)的邊緣上固定有一個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=0.1kg的小球A,小圓盤(pán)上繞有細(xì)線,細(xì)線的另一端與放在光滑絕緣水平桌面上的帶電小物塊B水平相連,物塊B的質(zhì)量M=0.12kg,帶電量為q=1.0×10-4C,處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0=104N/C。整個(gè)系統(tǒng)在如圖所示位置處于靜止平衡狀態(tài),此時(shí)OA連線與豎直方向的夾角為θ。求:

(1)夾角θ的大小。
(2)緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán),使小球A位于轉(zhuǎn)軸O的正下方由靜止釋放,當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)45º角時(shí)物塊B運(yùn)動(dòng)的速度多大?
(3)緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán),使小球A重新回到轉(zhuǎn)軸O的正下方,改變電場(chǎng)強(qiáng)度大小使其為E后由靜止釋放系統(tǒng),物塊B向左運(yùn)動(dòng)的最大距離s=,則電場(chǎng)強(qiáng)度E多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以a的加速度加速升高h(yuǎn),則在這段時(shí)間內(nèi),下列敘述正確的是(重力加速度為g)(   )
A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mgh
B.貨物的機(jī)械能一定增加mah
C.貨物的重力勢(shì)能一定增加mah
D.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

(2011·南通檢測(cè))質(zhì)量為1 kg的物體以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其動(dòng)能隨位移變化的圖線如圖所示,g取10 m/s2,則以下說(shuō)法中正確的是(  )
A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25
C.物體滑行的總時(shí)間為4 s
D.物體滑行的總時(shí)間為2.5 s

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為2kg的物體A靜止在粗糙水平面上,t=0時(shí)一水平向右的的恒力F作用在A上,t=2s時(shí)撤去F,A的速度圖像如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是
A.F做功36
B.F做功48J
C.在0~8秒內(nèi)物體A克服摩擦力做功48J
D.在0~8秒內(nèi)物體A克服摩擦力做功36J

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在離地面高H=0.45m的光滑弧形軌道上由靜止開(kāi)始下滑求:
(1)滑塊到達(dá)軌道底端B時(shí)的速度大小為多大?
(2)如果滑塊在水平面上滑行的最大距離是2.25m,則滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大?(g取10m/s2)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在交通事分析中,剎車(chē)線的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù).剎車(chē)線是汽車(chē)剎車(chē)后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上滑動(dòng)時(shí)留下來(lái)的痕跡.在某次交通事故中,汽車(chē)剎車(chē)線的長(zhǎng)度為14m,若汽車(chē)的輪胎與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.7,且g取10m/s2,則汽車(chē)開(kāi)始剎車(chē)的速度為(  )
A.7m/sB.10m/sC.14m/sD.20m/s

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,傾角為θ=45°的粗糙長(zhǎng)直導(dǎo)軌與半徑         為R的光滑圓環(huán)軌道相切,切點(diǎn)為B,整個(gè)軌道處在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小滑塊從導(dǎo)軌上離地面高為h=3R的D處無(wú)初速下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道。接著小滑塊從圓環(huán)最高點(diǎn)C水平飛出,恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。求:

(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)圓環(huán)軌道壓力的大小
(2)滑塊與斜軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

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