如圖所示，金屬桿靜置于傾角θ=37°的斜面上，電動(dòng)滾輪在斜面上方靠近金屬桿上表面。在電動(dòng)裝置的控制下，逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)滾輪能以不同的壓力壓在金屬桿上表面。已知電動(dòng)滾輪邊緣的線速度為5m/s，它壓緊在金屬桿的上表面時(shí)，相對(duì)于地面的位置固定，其中心到斜面底端的距離L=4m，滾輪與金屬桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=1.05，金屬桿與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.25，桿的質(zhì)量為m=1×103kg， cos37°=0.8，sin37°=0.6，g取10m/s2。

（1）要使金屬桿能向上運(yùn)動(dòng)，滾輪對(duì)金屬桿的壓力FN必須大于多少？

（2）把金屬桿離開斜面底端的最大距離定義為“發(fā)射距離x”。是否滾輪對(duì)金屬桿的壓力FN越大，發(fā)射距離x就越大？簡要地說明理由。

（3）要使發(fā)射距離x=5m，求滾輪對(duì)金屬桿的壓力FN。設(shè)滾輪與金屬桿接觸的時(shí)間內(nèi)壓力大小不變。

由于v＜5m/s，可見金屬桿在與滾輪接觸的時(shí)間內(nèi)一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為

=2m/s2                                                                                   1分

由牛頓第二定律有

μ1FN-mgsinθ+μ2(FN+mgcosθ)=ma1                                                                                   2分

代入數(shù)據(jù)得到FN=1.25×104N。                                               1分

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m．導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有定值電阻R=0.40Ω．導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下．用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直），電流傳感器（不計(jì)傳感器的電阻）可隨時(shí)測出通過R的電流并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（乙）所示．求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)2.0s時(shí)：
（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；
（2）金屬桿的速率；
（3）對(duì)圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=0.40m/s2，計(jì)算2.0s時(shí)外力做功的功率．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示， 足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有定值電阻R=0.40Ω。導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直），電流傳感器(不計(jì)傳感器的電阻)可隨時(shí)測出通過R的電流并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（乙）所示。求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)2.0s時(shí)：
（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；
（2）金屬桿的速率；
（3）對(duì)圖像分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=0.40m/s2，計(jì)算2.0s時(shí)外力做功的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有定值電阻R=0.40Ω。導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10kg，電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直），電流傳感器（不計(jì)傳感器的電阻）可將通過R的電流I即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（乙）所示。求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)2.0s時(shí)：

   （1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；

   （2）金屬桿的速率；

   （3）對(duì)圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=0.40m/s2，計(jì)算2.0s時(shí)外力F做功的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如下圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30 m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有定值電阻R=0.40 Ω。導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10 kg、電阻r=0.20 Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直），電流傳感器（不計(jì)傳感器的電阻）可將通過R的電流I即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)2.0 s時(shí)：

    

甲                                     乙

（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；

（2）金屬桿的速率；

（3）對(duì)圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=0.40 m/s2，計(jì)算2.0 s時(shí)外力F做功的功率。

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科目：高中物理 來源：2008年北京市海淀區(qū)高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖（甲）所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m．導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有定值電阻R=0.40Ω．導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下．用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直），電流傳感器（不計(jì)傳感器的電阻）可隨時(shí)測出通過R的電流并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（乙）所示．求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)2.0s時(shí)：
（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；
（2）金屬桿的速率；
（3）對(duì)圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=0.40m/s2，計(jì)算2.0s時(shí)外力做功的功率．

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