題目列表(包括答案和解析)
如圖甲所示,兩個(gè)足夠長且電阻不計(jì)的光滑金屬軌道,間距L=1 m,在左端斜軌道部分高h(yuǎn)=1.25 m處放置一金屬桿a,斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接,在平直軌道右端放置另一金屬桿b,桿a、b的電阻分別為Ra=2 Ω、Rb=4 Ω.在平面軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T,現(xiàn)桿b以初速度v0=5 m/s開始向左滑動(dòng),同時(shí)由靜止釋放桿a.從a下滑到水平軌道時(shí)開始計(jì)時(shí),a、b桿運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象如圖乙所示.其中ma=2 kg,mb=1 kg,g=10 m/s2,以a的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎螅?/P>
(1)當(dāng)桿a在水平軌道上的速度為3 m/s時(shí),桿b的加速度為多少?
(2)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中桿b上產(chǎn)生的焦耳熱.
(3)桿a在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)桿b向左移動(dòng)的距離.
(10分)跳高是體育課常進(jìn)行的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。小明同學(xué)身高1.70 m,質(zhì)量為60 kg,在一次跳高測試中,他先彎曲兩腿向下蹲,再用力蹬地起跳,從蹬地開始經(jīng)0.40 s豎直跳離地面。設(shè)他蹬地的力大小恒為1050 N,其重心上升可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。求小明從蹬地開始到最大高度過程中機(jī)械能的增加量。(不計(jì)空氣阻力,取 g=10 m/s2。)
某同學(xué)進(jìn)行如下計(jì)算:
小明起跳蹬地過程中,受到地面彈力F作用,向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榈孛娴膹椓?I>F與蹬地的力F¹是作用力和反作用力,因此有:F=F¹=1050N(1)
根據(jù)牛頓第二定律,有:F=ma (2)
經(jīng)過t=0.4s跳離地面時(shí)的速度為v=at (3)
起跳后人做豎直上拋運(yùn)動(dòng),設(shè)上升的最大高度為h,則:v2=2gh(4)
在最高點(diǎn),動(dòng)能為零,機(jī)械能的增加量為ΔE=ΔEP=mgh(5)
聯(lián)立以上各式既可求解。
你認(rèn)為該同學(xué)的解答是否正確?如果認(rèn)為正確,請求出結(jié)果;如果認(rèn)為不正確,請說明理由并作出正確解答。
(7分)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,他將兩物塊A和B用輕質(zhì)細(xì)繩連接并跨過輕質(zhì)定滑輪,B下端連接紙帶,紙帶穿過固定的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。用天平測出A、B兩物塊的質(zhì)量mA=300g、mB=100g,mA從高處由靜止開始下落,mB拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)周期為T=0.02s,則
(1)在打點(diǎn)0~5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK=________J,系統(tǒng)勢能的減小量△EP=________J,由此得出的結(jié)論是___________;(重力加速度g取9.8m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(2)用v表示物塊A的速度,h表示物塊A下落的高度。若某同學(xué)作出-h圖像如圖,可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=_________ m/s2。
(3) 如圖甲所示,質(zhì)量mB=1kg的平板小車B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)t=0時(shí),質(zhì)量mA=2kg的小鐵塊A以v2=2 m/s的速度水平向右滑上小車,A與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2。若A最終沒有滑出小車,取水平向右為正方向,g=10m/s2,求:
①A在小車上停止運(yùn)動(dòng)時(shí),小車的速度大小
②在圖乙所示的坐標(biāo)紙中畫出1.5 s內(nèi)小車B運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象.
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