【題目】如圖,粗糙水平平臺與水平地面的高度差為h=0.4m,平臺右側(cè)水平地面上方空間存在一豎直向上的勻強電場,電場強度為E=1×103N/C,平臺右端點Q處(不在電場中)有一可視為質(zhì)點的帶正電滑塊B,其電量為q=7.5×10-3C,質(zhì)量為mB=1.5kg;另一可視為質(zhì)點的滑塊A靜止于平臺上的P點,P點與Q點的距離為s=2.5m,A與平臺間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3。現(xiàn)給A施加一水平向右的恒力F=10N,一段時間后撤去F,A再運動一段時間后與B發(fā)生彈性正碰,碰后B落在水平地面上距Q點水平距離為x=1.6m的N點,A向左反彈后滑動停止,已知碰撞后B的電量不變,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)A與B碰后瞬間B的速度;
(2)滑塊A的質(zhì)量及A與B碰前瞬間A的速度;
(3)恒力F作用的時間。
【答案】(1) 4m/s (2) mA=1kg v0=5m/s (3) s
【解析】
(1)對滑塊B由牛頓第二定律得:
mBg-qE=ma
豎直方向:
h=at2
水平方向:
x=vBt
聯(lián)立解得:
vB=4m/s
(2)設(shè)A的質(zhì)量為mA,碰撞前后瞬間A的速度分別為v0和vA
碰后對滑塊A由動能定理得:
-μmAgl=0-
取向右為正方向,由動量守恒得:
mAv0=-mAvA+mBvB
A、B發(fā)生彈性碰撞,由能量守恒得:
聯(lián)立解得:
mA=1kg v0=5m/s
(3)設(shè)恒力F作用的時間為t,F作用下的位移為s1,撤去F時滑塊A的速度為v
滑塊A從P到Q,由動能定理得:
Fs1-μmAgs=
從滑塊開始運動到撤去恒力F的過程中
由動能定理得:
Fs1-μmAgs1=
由動量定理得:
(F-μmAg)t=mAv
聯(lián)立解得:
t=
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【題目】有一個直流電動機,把它接入0.2 V電壓的電路時,電動機不轉(zhuǎn),測得流過電動機的電流是0.4 A,若把它接入2 V電壓的電路中,電動機正常工作,工作電流是1 A.求:
(1)電動機的內(nèi)阻r;
(2)電動機正常工作時的輸出功率;
(3)如在正常工作時,轉(zhuǎn)子突然被卡住,此時電動機的發(fā)熱功率多大?(提示:電動機在電路中轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器)
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【題目】如圖所示,一小球從O點水平拋出后依次經(jīng)過A、B、C三點,已知A、B兩點間的豎直高度等于B、C兩點間的豎直高度,小球從A到B速率的變化量為Δv1、動量的變化量為ΔP1,小球從B到C速率的變化量為Δv2、動量的變化量為ΔP2,不計空氣阻力,則 ( )
A.Δv1=Δv2B.Δv1<Δv2
C.ΔP1>ΔP2D.ΔP1<ΔP2
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【題目】如圖所示,裝置BO′O可繞豎直軸O′O轉(zhuǎn)動,可視為質(zhì)點的小球A與兩細(xì)線連接后分別系于B、C兩點,裝置靜時細(xì)線AB水平,細(xì)線AC與豎直方向的夾角θ=37.已知小球的質(zhì)量m=1kg,細(xì)線AC長L=1m,B點距轉(zhuǎn)軸的水平和距C點豎直距離相等.(重力加速度g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)
(1)若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω1時,細(xì)線AB上的張力為0而細(xì)線AC與豎直方向的夾角仍為37°,求角速度ω1的大。
(2)若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω2時,細(xì)線AB剛好豎直,且張力為0,求此時角速度ω2的大;
(3)裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動,試通過計算在坐標(biāo)圖中畫出細(xì)線AC上張力T隨角速度的平方ω2變化的關(guān)系圖像.
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【題目】等量異種點電荷的連線和中垂線如圖示,現(xiàn)將一個帶負(fù)電的檢驗電荷先從圖中的a點沿直線移動到b點,再從b點沿直線移動到c點,則檢驗電荷在此全過程中()
A.所受電場力的方向不變
B.所受電場力的大小恒定
C.b點場強為0,電荷在b點受力也為0
D.在平面內(nèi)與c點場強相同的點總共有四處
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【題目】在一水平向右勻速運動的傳送帶的左端A點,每隔相同的時間T,輕放上一個相同的工件.已知工件與傳送帶間動摩擦因數(shù)為μ,工件質(zhì)量為m.經(jīng)測量,發(fā)現(xiàn)后面那些已經(jīng)和傳送帶達到相同速度的工件之間的距離均為L.已知重力加速度為g,下列判斷正確的有( )
A. 傳送帶的速度大小為
B. 工件在傳送帶上加速時間為
C. 傳送帶因傳送每一個工件而多消耗的能量為
D. 每個工件與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為
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【題目】兩列波速相同的簡諧橫波沿x軸相向傳播,實線波的頻率為3 Hz,振幅為10 cm,虛線波的振幅為5 cm。t=0時,兩列波在如圖所示區(qū)域內(nèi)相遇,則
A. 兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)會發(fā)生干涉現(xiàn)象
B. 實線波和虛線波的頻率之比為3:2
C. t=s時,x=9 m處的質(zhì)點實際振動方向向上
D. t=時,x=4 m處的質(zhì)點實際位移大小|y|>12.5 cm
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【題目】近年來多國在研制利用電磁阻尼的方法以代替原來的阻攔索技術(shù),讓飛機在航空母艦上降落時獲得較大的加速度。如圖為電磁阻尼裝置示意圖,電阻不計的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為l,導(dǎo)軌放置在絕緣平面上,導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強磁場中,勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B。導(dǎo)軌的右端NQ處接有一個電阻為R的定值電阻。質(zhì)量為m,長度為l、電阻為r的金屬桿ab以初速度v0進入磁場區(qū)域。假設(shè)導(dǎo)軌足夠長,整個過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,求:
(1)感應(yīng)電流在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為多大?
(2)金屬桿進入水平導(dǎo)軌后前進的距離為多大?
(3)NQ端接電阻,能量以熱量的方式耗散,若將定值電阻R改為電容為C的電容器,可以將飛機的動能以電能的方式存儲在電容器中,最終電容器儲存的電能為多大?
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【題目】某中學(xué)生對剛買來的一輛小型遙控車的性能進行研究.他讓這輛小車在水平的地面上由靜止開始沿直線運動,并將小車運動的全過程通過傳感器記錄下來,通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖像.已知小車在0~2s內(nèi)做勻加速直線運動,2~11s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變,8~11s內(nèi)小車做勻速直線運動,在11s末切斷小車動力,讓小車自由滑動.已知小車質(zhì)量m=1kg,整個過程中小車受到的阻力大小不變.
(1)在2~11s內(nèi)小車牽引力的功率P是多大?
(2)小車在2~8s內(nèi)通過的距離是多少?
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