分析 (1)根據(jù)動(dòng)量守恒定律求子彈擊中物塊瞬間棒的速度v,由楞次定律判斷棒中電流的方向.
(2)運(yùn)用能量守恒定律求出回路中產(chǎn)生的總的焦耳熱,再按比例求棒產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)對(duì)棒滑行的過程,由牛頓第二定律和加速度的定義式列式,運(yùn)用積分法求距離x與子彈的初速v0的函數(shù)關(guān)系式.
解答 解:(1)對(duì)于子彈擊中物塊的過程,以子彈、棒和物塊組成的系統(tǒng),取向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:
mv0=(M+m)v
得 v=mv0M+m
棒向左切割磁感線,由楞次定律知棒CD中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)椋篊→D.
(2)從棒開始運(yùn)動(dòng)帶停止過程中,對(duì)整個(gè)回路,由能量守恒定律得:
Q總=12(M+m)v2=m2v202(M+m)
棒產(chǎn)生的焦耳熱 Q=R2R1+R2Q總=R2m2v202(R1+R2)(M+m);
(3)對(duì)棒及物塊向左滑行的過程,根據(jù)牛頓第二定律得:
F安=(M+m)a
又 F安=BIL=BBLvR1+R2Lv=B2L2R1+R2v
a=△v△t
聯(lián)立得 B2L2R1+R2v=(M+m)△v△t
即有 B2L2R1+R2v△t=(M+m)△v
可得 B2L2R1+R2△x=(M+m)△v
兩邊求和得:∑B2L2R1+R2△x=∑(M+m)△v
解得 B2L2R1+R2x=(M+m)v
結(jié)合 v=mv0M+m
得 x=mv0(R1+R2)B2L2
答:
(1)子彈擊中物塊瞬間棒的速度v為 mv0M+m,棒中電流的方向?yàn)椋篊→D;
(2)從棒開始運(yùn)動(dòng)帶停止過程中,棒產(chǎn)生的焦耳熱Q為R2m2v202(R1+R2)(M+m);
(3)棒滑行距離x與子彈的初速v0的函數(shù)關(guān)系式為x=mv0(R1+R2)B2L2.
點(diǎn)評(píng) 本題是含有非彈性碰撞的過程,是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合,關(guān)鍵要學(xué)會(huì)運(yùn)用積分法求非勻變速運(yùn)動(dòng)的位移,其切入點(diǎn)是牛頓第二定律和加速度的定義式.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 12N | B. | 10N | C. | 8N | D. | 2N |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 導(dǎo)體切割磁感線 | B. | 有不為零的磁通量 | ||
C. | 穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化 | D. | 有磁感線穿過閉合回路 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | t1~t2時(shí)刻兩車的距離越來越遠(yuǎn) | |
B. | 0~t3時(shí)間內(nèi)甲車的平均速度等于乙車的平均速度 | |
C. | 甲車的初速度等于乙車在t3時(shí)刻的速度 | |
D. | t3時(shí)刻甲車在乙車的前方 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 早6h10min,列車從上海出發(fā) | B. | 列車一共運(yùn)行了12h | ||
C. | 列車在南京站停車10min | D. | 列車9h45min到達(dá)途中南京站 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | \frac{5}{3} | B. | \frac{3}{5} | C. | \frac{2}{3} | D. | \frac{3}{2} |
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