3.質(zhì)量m=2kg的木塊靜止在離水平地面高為h=1.8m的平臺上,木塊與平臺間摩擦因數(shù)為0.2.用水平推力F=20N,使木塊向前運(yùn)動了L1=3m時撤去,木塊又滑行L2=1m時飛出平臺,求:
(1)木塊從平臺飛出到落地平拋的時間;
(2)木塊落地時的速度大;
(3)落地時重力的瞬時功率.(g=10m/s2 )

分析 (1)從平臺飛出后做平拋運(yùn)動,豎直方向做自由落體運(yùn)動,求得下落時間;
(2)整個過程根據(jù)動能定理求得落地時的速度;
(3)根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求得豎直方向的速度,根據(jù)P=mgv求得重力的瞬時功率

解答 解:(1)木塊從平臺飛出到落地,豎直方向做自由落體運(yùn)動,有:
$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$
解得:$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=0.6s$
(2)對木塊運(yùn)動由出發(fā)點(diǎn)到落地點(diǎn)過程中運(yùn)用動能定理有:
$F{L}_{1}-μmg({L}_{1}+{L}_{2})+mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得:$v=4\sqrt{5}m/s$
(3)落地時重力的瞬時功率為:
P=mgvy
${v}_{y}^{2}=2gh$
聯(lián)立解得:P=120W
答:(1)木塊從平臺飛出到落地平拋的時間為0.6s;
(2)木塊落地時的速度大小為4$\sqrt{5}$m/s;
(3)落地時重力的瞬時功率為120W

點(diǎn)評 本題主要考查了平拋運(yùn)動的特點(diǎn)和動能定理,抓住重力的瞬時功率P=mgv,其中v為豎直方向的速度

練習(xí)冊系列答案
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15.如圖所示是水平面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況,圖中實線為波峰,虛線為波谷.已知兩列波的振幅均為2cm,波速為2m/s,波長為8cm,E點(diǎn)是B、D和A、C連線的交點(diǎn),下列說法中錯誤的是( 。
A.A、C兩處兩質(zhì)點(diǎn)是振動減弱的點(diǎn)
B.B、D兩處兩質(zhì)點(diǎn)在該時刻的豎直高度差是8 cm
C.E處質(zhì)點(diǎn)是振動減弱的點(diǎn)
D.經(jīng)0.02 s,B處質(zhì)點(diǎn)通過的路程是8 cm

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14.如圖,第一次,小球從粗糙的$\frac{1}{4}$圓形軌道頂端A由靜止滑下,到達(dá)底端B的速度為v1,克服摩擦力做功為W1;第二次,同一小球從底端B以v2沖上圓形軌道,恰好能到達(dá)A點(diǎn),克服摩擦力做功為W2,則( 。
A.v1可能等于v2
B.W1一定小于W2
C.小球第一次運(yùn)動機(jī)械能變大了
D.小球第一次經(jīng)過圓弧某點(diǎn)C的速率小于它第二次經(jīng)過同一點(diǎn)C的速率

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11.如圖(1)所示,一固定的矩形導(dǎo)線框ABCD置于兩個方向相反的勻強(qiáng)磁場B1和B2中,兩磁場的分界線位于導(dǎo)線框的中線上.從t=0時刻開始,兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小按圖(2)變化,且B1比B2磁場變化快.則( 。
A.導(dǎo)線框形成逆時針的電流
B.導(dǎo)線框中電流會逐漸變大
C.整個導(dǎo)線框受到的安培力不為零
D.若B1和B2圖象的斜率絕對值相等,則導(dǎo)線框中電流為零

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18.一輛質(zhì)量為m的汽車由靜止開始以大小為a的加速度勻加速啟動,經(jīng)時間t0達(dá)到額定功率,此后保持額定功率運(yùn)行,最后做勻速運(yùn)動.若汽車運(yùn)動過程中所受阻力大小恒為f,下列說法正確的是( 。
A.汽車能達(dá)到的最大速度為at0
B.汽車達(dá)到額定功率后牽引力將保持不變
C.汽車的額定功率為fat0
D.汽車最后做勻速運(yùn)動的速度大小為$\frac{(f+ma)a{t}_{0}}{f}$

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8.手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L供電,其電路如圖.當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,電壓表示數(shù)為U,燈泡正常發(fā)光.已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r,燈泡正常發(fā)光時的電阻為R,其它電阻可忽略,變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為k,變壓器可視為理想變壓器.則(  )
A.燈泡的額定電壓為$\frac{U}{k}$
B.燈泡的額定功率為$\frac{{{k^2}{U^2}}}{R}$
C.發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值為$\frac{{\sqrt{2}(R+r)}}{R}U$
D.從中性面開始計時,原線圈輸入電壓的瞬時值表達(dá)式為u=$\sqrt{2}$Ucosωt

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15.導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動可以從不同角度來認(rèn)識.如圖所示,固定于水平面的U形導(dǎo)線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬直導(dǎo)線MN在與其垂直的水平恒力F作用下,在導(dǎo)線框上以速度v做勻速運(yùn)動,速度v與恒力F方向相同;導(dǎo)線MN始終與導(dǎo)線框形成閉合電路.已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)線的長度恰好等于平行軌道的間距L.
(1)通過法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)證明:導(dǎo)線MN切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=BLv.
(2)從微觀角度看,導(dǎo)線MN中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用.為了方便,可認(rèn)為導(dǎo)線MN中的自由電荷為正電荷.
a.電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功.如果移送電荷q時非靜電力所做的功為W,那么電動勢E=$\frac{W}{q}$.請據(jù)此推導(dǎo)證明:導(dǎo)線MN切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=BLv.
b.導(dǎo)體切割磁感線時,產(chǎn)生的電能是通過外力克服安培力做功轉(zhuǎn)化而來的.但我們知道,洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功.那么,導(dǎo)線MN中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過程中起到作用的呢?請通過計算分析說明.

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12.如圖所示,一個半徑為R的四分之一光滑球球面放在水平桌面上,球面上放置一光滑均勻鐵鏈,其A端固定在球面的頂點(diǎn),B端恰與桌面不接觸,鐵鏈單位長度的質(zhì)量為p.試求鐵鏈A端受的拉力T.

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13.如圖所示,半圓槽M置于光滑的水平面上.現(xiàn)從半圓槽右端入口處靜止釋放一質(zhì)量為m的小球,則小球釋放后,以下說法中正確的是(  )
A.若圓弧面光滑,則系統(tǒng)水平動量守恒
B.若圓弧面光滑,則小球能滑至半圓槽左端入口處
C.若圓弧面不光滑,則小球不能滑至半圓槽左端入口處,且小球到達(dá)最左端時,系統(tǒng)有向右的速度
D.若圓弧面不光滑,則小球不能滑至半圓槽左端入口處,但小球到達(dá)最左端時,系統(tǒng)有向左的速度

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