(20分)如圖甲所示, CD為半徑的光滑絕緣圓弧軌道,其所對應(yīng)的圓心角,軌道末端水平。木板B長、質(zhì)量,靜止放置在粗糙水平地面MN上,左端位于M點,上表面與CD軌道末端相切。PQ左側(cè)為勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度,方向垂直紙面向外。PQ右側(cè)為勻強電場區(qū)域,電場強度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示,規(guī)定電場方向豎直向下為正方向。一質(zhì)量、帶電量的滑塊A在某一時刻由C點靜止釋放。已知滑塊A與木板B之間的動摩擦因素,木板B與水平地面之間的動摩擦因素,可將滑塊視為質(zhì)點,。求:

(1)滑塊A滑至圓弧軌道最低點時的速度大小和此時滑塊A對軌道的壓力。

(2)若滑塊A在時進入電場區(qū)域,滑塊A最終靜止時離D點的距離。

(3)若滑塊A在時進入電場區(qū)域,滑塊A最終靜止時離D點的距離。

 

【答案】

(1)     ,方向豎直向下    (2)9m     (3)6.12m

【解析】

試題分析:(1),                    2分

,,方向豎直向上                 2分

根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊對軌道的壓力大小為,方向豎直向下。    1分

(2)            2分

,所以木板B不動。      1分     

,    1分

至滑塊靜止所用時間,電場方向恰好還未改變,       1分

,滑塊未從B板右端滑落。    1分 

∴滑塊A最終靜止時離D點的距離為9m。        

過程中,滑塊加速度,

時滑塊速度 1分    

此過程中滑塊的位移 1分

此后電場反向,,

     1分

,所以木板B將加速滑動。           1分

此時A、B的加速度分別為

,           1分

至兩者速度相等所用時間滿足,

解得,           1分

此時兩者共同速度, 

在此過程中滑塊的位移。1分

此后電場強度為0,兩者共同做勻減速直線運動,,    1分

至靜止所用時間,在此過程中滑塊的位移      

∴滑塊整個過程中的位移            1分

考點:能量守恒  滑動摩擦力   勻變速直線運動

 

練習(xí)冊系列答案
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(2011?南通模擬)如圖甲所示,MNCD為一足夠長的光滑絕緣斜面,EFGH范圍內(nèi)存在方向垂直斜面的勻強磁場,磁場邊界EF、HG與斜面底邊MN(在水平面內(nèi))平行.一正方形金屬框abcd放在斜面上,ab邊平行于磁場邊界.現(xiàn)使金屬框從斜面上某處由靜止釋放,金屬框從開始運動到cd邊離開磁場的過程中,其運動的v-t圖象如圖乙所示.已知金屬框電阻為R,質(zhì)量為m,重力加速度為g,圖乙中金屬框運動的各個時刻及對應(yīng)的速度均為已知量,求:

(1)斜面傾角的正弦值和磁場區(qū)域的寬度;
(2)金屬框cd邊到達磁場邊界EF前瞬間的加速度;
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(1)滑塊A滑至圓弧軌道最低點時的速度大小和此時滑塊A對軌道的壓力.
(2)若滑塊A在t=0時進入電場區(qū)域,滑塊A最終靜止時離D點的距離.
(3)若滑塊A在t=2s時進入電場區(qū)域,滑塊A最終靜止時離D點的距離.

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如圖甲所示,bacd為導(dǎo)體做成的框架,其平面與水平面成θ角,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路的電阻為R,整個裝置放于垂直框架平面的變化磁場中,磁感應(yīng)強度B的變化情況如圖乙所示,PQ能夠始終保持靜止.試畫出0~t2時間內(nèi)PQ受到的安培力F隨時間變化的圖象(取沿斜面向上為正方向).
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精英家教網(wǎng)如圖甲所示,ABCDabcd為一放于水平面上的長方體槽,上端開口,ABba、CDdc面為兩銅板,其他面為絕緣板,槽中盛滿導(dǎo)電液體(設(shè)該液體導(dǎo)電時不發(fā)生電解).現(xiàn)在質(zhì)量不計的細銅絲的下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺,銅絲的上端可繞O點擺動,O點在槽中心的正上方,擺球擺動平面與AB垂直.在兩銅板上接上圖示的電源,電源內(nèi)阻可忽略,電動勢E=8V,將電源負極和細銅絲的上端點分別連接到記+憶示波器的“地”和“Y”輸入端(記憶示波器的輸入電阻可視為無窮大).假設(shè)擺球在導(dǎo)電液中做簡諧運動,示波器的電壓波形如圖乙所示.
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