【題目】如圖所示,光滑水平地面上方ABCD區(qū)域存在互相垂直的勻強磁場和勻強電場,電場強度E=1×106N/C,方向豎直向上,AD距離為2m,CD高度為1m,一厚度不計的絕緣長木板其右端距B2m,木板質(zhì)量M=2kg,在木板右端放有一帶電量q=+ 1×10-6C的小鐵塊(可視為質(zhì)點),其質(zhì)量m=0.1kg,小鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ=0.4,現(xiàn)對長木板施加一水平向右的恒力F1=12.4N,作用1s后撤去恒力,g10m/s2

(1)求前1s小鐵塊的加速度大小am,長木板加速度大小aM;

(2)要使小鐵塊最終回到長木板上且不與長木板發(fā)生碰撞,求磁感強度B的最小值;

(3)在t=1s時再給長木板施加一個水平向左的力F2,滿足(2)條件下,要使小鐵塊回到長木板時恰能相對長木板靜止,求木板的最小長度(計算過程π取3.14).

【答案】(1)4m/s2;6m/s2;(2) ;(3)6.925m

【解析】試題分析:分別對小木塊和長木板受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度;由于,此后小鐵塊進入復(fù)合場做勻速圓周運動,當,鐵塊必定會與木板碰撞,當時有可能不會相撞,但B不是最小值,因此要使得小鐵塊與長木板不發(fā)生碰撞,其圓周運動半徑r=1m,此時對應(yīng)的磁場強度最小,根據(jù)洛倫茲力提供向心力,求出磁感應(yīng)強度;撤去F后長木板減速運動,小鐵塊離開長木板后先在磁場中做勻速圓周運動,出場后豎直上拋,再根據(jù)運動學公式即可求出木板的最小長度。

(1)當F作用在長木板上時,對小鐵塊由牛頓第二定律:

解得:

對長木板:

代入數(shù)據(jù)解得:

(2)由于,此后小鐵塊進入復(fù)合場做勻速圓周運動(如圖所示),

,鐵塊必定會與木板碰撞,當時有可能不會相撞,但B不是最小值,因此要使得小鐵塊與長木板不發(fā)生碰撞,其圓周運動半徑r=1m,此時對應(yīng)的磁場強度最小

根據(jù):

速度關(guān)系為:

聯(lián)立解得:

(3)長木板運動1s末位移為:

速度關(guān)系為:

小鐵塊運動1s末位移:

撤去F后長木板減速運動,小鐵塊離開長木板后先在磁場中做勻速圓周運動,出場后豎直上拋,設(shè)小鐵塊離開長木板的總時間

小鐵塊在磁場中運動的總時間:

小鐵塊出場后上拋與下降的總時間:

所以:

若小鐵塊回到木板時不發(fā)生滑動,則木板速度與小鐵塊相同,此過程木板勻速運動位移為:

此時小鐵塊從C點滑上長木板,距木板右端

代入數(shù)據(jù)得木板的最小長度:

練習冊系列答案
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【題目】如圖(甲)所示,質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點,然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖(乙)所示,則( 。

A. t1時刻小球動能最大

B. t2時刻小球動能最大

C. t2~t3這段時間內(nèi),小球的動能先增加后減少

D. t2~t3這段時間內(nèi),小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能

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【題目】下列有關(guān)物體受外力及形變的說法正確的是( )

A. 有力作用在物體上,物體一定發(fā)生形變,撤去此力形變完全消失

B. 有力作用在物體上,物體不一定發(fā)生形變

C. 力作用在硬物體上,物體不發(fā)生形變;力作用在軟物體上,物體才發(fā)生形變

D. 一切物體受外力作用都要發(fā)生形變,外力撤去,形變不一定完全消失

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【題目】下列說法正確的是________(填正確答案標號.選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分.每選錯1個扣3分,最低得分為0分)

A.簡諧運動的周期與振幅無關(guān)

B.在雙縫干涉實驗中,光的頻率越低得到的條紋間距越寬

C.在縱波的傳播方向上,某個質(zhì)點的振動速度等于波的傳播速度

D.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,全息照相利用了光的相干性

E.當觀察者向靜止的聲源運動時,接收到的聲音的頻率變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于兩物體之間的彈力和摩擦力的關(guān)系,下列說法正確的是(  )

A. 一個物體靜止在另外一個物體的表面上,它們之間一定不存在靜摩擦力作用

B. 一個物體靜止在另外一個物體的表面上,它們之間可能存在靜摩擦力作用

C. 兩物體間的靜摩擦力消失時,彈力一定也同時消失

D. 當兩物體間的彈力消失時,摩擦力仍可存在一段時間

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【題目】北京時間2011年2月18日晚6時,在經(jīng)歷了260天的密閉飛行后,中國志愿者王躍走出“火星﹣500”登陸艙,成功踏上模擬火星表面,在“火星”首次留下中國人的足跡.王躍擬在“火星”表面進行裝置如圖所示的實驗,將與導軌間動摩擦因數(shù) μ=0.50滑塊裝上一個遮光板,沿水平導軌勻減速地依次通過光電門A、B.滑塊通過光電門的速度分別為 v1=4.0m/s、v2=2.0m/s,從A運動到B的時間為t=1.0s.試求:

(1)滑塊運動時的加速度a;

(2)光電門A、B之間的距離s;

(3)“火星”的重力加速度g

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【題目】為了測量某不規(guī)則小物體的體積,一位同學進行了如下實驗:

(1)將不規(guī)則物體裝入注射器內(nèi);

(2)將注射器和壓強傳感器相連,然后推動活塞至某一位置,記錄活塞所在位置的刻度V,壓強傳感器自動記錄此時氣體的壓強p

(3)重復(fù)上述步驟,分別記錄活塞在其它位置的刻度V和記錄相應(yīng)的氣體的壓強p;

(4)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出-V圖線,推測出不規(guī)則物體體積。

①根據(jù)圖線,可求得不規(guī)則物體的體積約為_______ml(即cm3)。

②如果在上述實驗過程中,由于注射器內(nèi)氣體的溫度升高,那么,所測不規(guī)則物體體積值________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

③為提高實驗的準確性,操作過程中要注意的事項有_______。

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【題目】如圖所示,兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播,兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處,兩列波的速度均為v=0.4m/s,兩列波的振幅均為A=2cm.圖示為t=0時刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置處于x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質(zhì)點剛開始振動。質(zhì)點M的平衡位置處于x=0.5m處,關(guān)于各質(zhì)點運動情況判斷正確的是(   )

A.t=1s時刻,質(zhì)點M的位移為-4cm

B.t=1s時刻,質(zhì)點M的位移為4cm

C.t=0.75s時刻,質(zhì)點P、Q都運動到M點

D.質(zhì) 點P、Q的起振方向都沿y軸負方向

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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強為E=1×104 N/C的勻強電場。在勻強電場中有一根長L=2 m的絕緣細線,一端固定在O點,另一端系一質(zhì)量為0.08kg的帶電小球,它靜止時懸線與豎直方向成37°角,若小球獲得初速度恰能繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,取小球在靜止時的位置為電勢能零點和重力勢能零點,cos37°0.8,g10 m/s2。下列說法正確( )

A. 小球的帶電荷量q=6×105C

B. 小球動能的最小值為1J

C. 小球在運動至圓周軌跡上的最高點時有機械能的最小值

D. 小球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動的電勢能和機械能之和保持不變

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