考试范围:xxx;考试时间:xxx分钟;出题人:xxx 姓名:___________班级:___________考号:___________ 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 注意事项: 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上
评卷人 得 分 一、选择题
1.如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道,转弯处为圆心在O点的半圆,内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达
线,有如图所示的①②③三条路线,其中路线③是以为圆心的半圆,。赛车沿圆弧路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力均为。选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变,发动机功率足够大),则:
A.赛车经过路线②③时的位移相等 B.选择路线②,赛车的速率最小 C.选择路线③,赛车所用时间最短
D.①②③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等
2.如图,一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑,沿斜面上升的最大高度为h。下列说法中正确的是(设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0)( )
A.若把斜面CB部分截去,物体冲过C点后上升的最大高度仍为h B.若把斜面AB变成曲面AEB,物体沿此曲面上升仍能到达B点 C.若把斜面弯成圆弧形D,物体仍沿圆弧升高h
D.若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状,物体上升的最大高度有可能仍为h
3.质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶,汽车匀速行驶时的速率为,则当汽车的速率为()时,汽车的加速度为 A. B.
C. D.
4.两个放在绝缘支架上的相同金属球相距为d,球的半径比d小得多,分别带有q和-3q的电荷,相互引力为3F.现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互作用力将变为 A.F B.2F C.3F D.4F
5.如图所示,倾斜传送带沿逆时针方向匀速转动,在传送带的A端无初速度放置一物块.选择B端所在的水平面为零势能参考平面,物块从A端运动到B端的过程中,其机械能E与位移x的关系图象可能正确的是( )
6.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8
天,会释放射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变期时会辐射射线。下列说法正确的是 A.碘131释放的射线由氦核组成
B.铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量 C.与铯137相比,碘131衰变更慢。
D.与铯133和铯137含有相同的质子数
7.如右图所示,竖直光滑的墙面上有一闭合导线框a,在导线框a的下方有一面积比导线框a稍小的磁场区域b。导线框a从图示位置自由下落,在其整个下落过程中,下列说法正确的是 ( )
A.导线框做自由落体运动
B.导线框通过磁场区域后做曲线运动 C.导线框通过磁场区域时机械能会减少
D.导线框在穿过磁场区域时,上下两个导线受到的安培力方向都向上
8.两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球,细线上端固定在同一点,若两个小球以相同的角速度,绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两个摆球在运动过程中,相对位置关系示意图正确的是
9.如图所示,一根细线下端拴一个金属小球,细线的上端固定在金属块上,放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中位置),两次金属块都静止在桌面上的同一点,则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是( )
A.细线所受的拉力变小 B.小球运动的角速度变小 C.受到桌面的静摩擦力变大 D.受到桌面的支持力变大 10.下列表述正确的是
A.牛顿发现了万有引力定律并且通过实验测出了引力常量
B.在赤道上发射同一卫星时,向东发射比向西发射消耗的能量要多些 C.在不同情况下静摩擦力可能对物体做正功,也可能对物体做负功 D.在国际单位制中,力学的基本单位有牛顿、米和秒
评卷人 得 分 二、多选题
11.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的 环,环套在竖直固定的光滑直杆上A点,光滑定滑轮与直杆的距离为d。A点与定滑轮等高,B点在距A点正下方d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是
A.环到达B处时,重物上升的高度h=d
B.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能 C.环从A点能下降的最大高度为
D.当环下降的速度最大时,轻绳的拉力T=2mg
12.如图所示,在水平长直轨道上,有一长木板在外力控制下始终保持向右做匀速直线运动,小物块(视为质点)P、Q由通过定滑轮且不可伸长的光滑轻绳相连处于静止状态,且AQ水平, OP、OQ与竖直方向的夹角均为。若物块Q的质量为m,物块P与长木板间的动摩擦因数
,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A.水平绳AQ的拉力大小为mg B.小物块P的质量为
C.若水平绳被剪断,则在剪断瞬间,小物块Q的加速度大小为g D.长木板对小物块P的作用力与小物块P对长木板的作用力大小相等 13.如图所示装置中,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将向右移动( )
A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动
14.如图,一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球(可视为质点)相连,另一端可绕O点转动,现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动,测得小球的向心加速度大小为g(g为当地的重力加速度),下列说法正确的是( )
A.小球的线速度大小为
B.小球运动到最高点时杆对小球的作用力竖直向上
C.当轻杆转到水平位置时,轻杆对小球的作用力方向不可能指向圆心O D.轻杆在匀速转动过程中,轻杆对小球作用力的最大值为2mg 15.如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域,MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界,边界的宽度为s,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直.现让金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象(其中OA、BC、DE相互平行).已知金属线框的边长为L(L<s)、质量为m,电阻为R,当地的重力加速度为g,图象中坐标轴上所标出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均为已知量。(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件,以下说法正确的是( )
A.t2是线框全部进入磁场瞬间,t4是线框全部离开磁场瞬间
B.从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止,感应电流所做的功为mgs
C.v1的大小可能为
D.线框离开磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经线框横截面的电荷量多
评卷人 得 分 三、计算题
如图所示,在水平地面上固定一个倾角θ=37O、表面光滑且很长的斜面体,物体A以vl=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。若A、B均可看作质点,sin37O=0,6,cos370=0.8,g取10m/s2, 试求:
16.物体A上滑到最高点所用的时间t; 17.物体B 抛出时的初速度v2; 18.物体A、B间初始位置的高度差h。
19.有一个电量q=-3×10-6C的负点电荷,从某电场中的A点移动到B点,电荷克服电场力做了6×10-4J的功,该电荷从B点移至C点,电场力对电荷做了9×10-4J的功,设B点电势为零,求: (1)A、C两点的电势和各为多少? (2)A、C两点的电势差为多少? 评卷人 得 分 四、实验题
20.实验室新进了一批多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等电学元件。在某次课外小组活动中王大明和李小东分别做了如下实验:
王大明用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值,根据如图所示的表盘,被测电阻阻值是_______Ω.若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流,表盘仍如图所示,则被测电流为______mA.
21.某同学用满偏电流为1mA, 内阻为100Ω的表头,设计了一个多量程多用电表。其内部结构示意图如图甲,表盘如图乙。电流表的量程分别为10mA和250mA,电压表的量程分别为10V和250V,测电阻档分别为×10Ω和×100Ω。则:
(1)多用电表功能选择开关s分别与“1”、“5”相接时,“1”对应的测量量和量程是:________,“5” 对应的测量量和量程是:________.
(2)若E1=1.5V,内阻不计.要使该多用电表功能选择开关s接“3”时测电阻的倍率为“×10Ω”,其中R3=_______Ω.
(3)若多用电表功能选择开关s分别接“2”、“3”、“6”时表头指针如图乙所示.此时电表的读数分别为_______, _________, _________。
评卷人 得 分 五、简答题
22.如图所示,C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相同光滑导轨,C1D1和E1F1为两段四分之一的圆弧,半径分别为r1=8r和r2=r.在水平矩形
D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.导体棒P、Q的长度均为L,质量均为m,电阻均为R,其余电阻不计,Q停在图中位置,现将P从轨道最高点无初速度释放,则:
(1)求导体棒P进入磁场瞬间,回路中的电流的大小和方向(顺时针或逆时针);
(2)若P、Q不会在轨道上发生碰撞,棒Q到达E1E2瞬间,恰能脱离轨道飞出,求导体棒P离开轨道瞬间的速度;
(3)若P、Q不会在轨道上发生碰撞,且两者到达E1E2瞬间,均能脱离轨道飞出,求回路中产生热量的范围.
23.如图所示,有一固定在水平面的平直轨道,该轨道由白色轨道和黑色轨道交替排列并平滑连接而成。各段轨道的编号已在图中标出。仅黑色轨道处在竖直向上的匀强电场中,一不带电的小滑块A静止在第1段轨道的最左端,绝缘带电小滑块B静止在第1段轨道的最右端。某时刻给小滑块A施加一水平向右的恒力F,使其从静止开始沿轨道向右运动,小滑块A运动到与小滑块B碰撞前瞬间撤去小滑块A所受水平恒力。滑块A、B碰撞时间极短,碰后粘在一起沿轨道向右运动。已知白色轨道和黑色轨道各段的长度均为L=0.10m,匀强电场的电场强度的大小
E=1.0×104N/C;滑块A、B的质量均为m=0.010kg,滑块A、B与轨道间的动摩擦因数处处相等,均为μ=0.40,绝缘滑块B所带电荷量q=+1.0×10-5C,小滑块A与小滑块B碰撞前瞬间的速度大小v=6.0m/s。A、B均可视为质点(忽略它们的尺寸大小),且不计A、B间的静电力作。在A、B粘在一起沿轨道向右运动过程中电荷量保持不变,取重力加速度g =10m/s2。
(1)求F的大小;
(2)碰撞过程中滑块B对滑块A的冲量;
(3)若A和B最终停在轨道上编号为k的一段,求k的数值。 评卷人 得 分 六、综合题
24.如图,光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场,磁感强度为B。一质量为m,电阻为r
的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计)。求:
(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能; (3)试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。
参考答案
1 .ACD 【解析】
试题分析:路线①的路程为
,路线②的路程为
,路线③的路程为
,故选择路线①,
赛车经过的路程最短,A正确;因为运动过程中赛车以不打滑的最大速率通过弯道,即最大径向静摩擦力充当向心力,所以有,所以运动的相信加速度相同,根据公式
可得
,即半径越大,
速度越大,路线①的速率最小,B错误D正确;因为
,
,结合
,根据公式
可得选择路线③,赛车所用时
间最短,C正确;故选ACD。
【名师点睛】正确确定运动形式,做圆周运动的轨道半径,运用向心力和向心加速度公式,进行分析和判断。 考点:圆周运动,运动学公式。 2 . BD 【解析】
试题分析:若把斜面CB部分截去,物体冲过C点后做斜抛运动,斜抛运动的最高点有水平分速度,速度不为零,由于物体机械能守恒可知,故不能到达h高处,故A错误;若把斜面AB变成曲面AEB,物体在最高点速度为零,根据机械能守恒定律,物体沿此曲面上升仍能到达B点,故B正确;若把斜面弯成圆弧形D,如果能到圆弧最高点,根据机械能守
恒定律得知:到达h处的速度应为零,而物体要到达最高点,必须由合力充当向心力,速度不为零,故知物体不可能到D点,故C错误;由于是光轨道故机械能是守恒的,若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状,若B点不高于此圆的圆心,则到达B点的速度可以为零,根据机械能守恒定律,物体沿斜面上升的最大高度仍然可以为h,故D正确
考点:机械能守恒定律的应用. 3 .C 【解析】
试题分析:以恒定功率启动,根据公式
可知,当速度为时牵引力,因为做匀速直线运动,所以,当以速度行驶时,牵引力,根据牛顿第二定律可得
,联立可得
,C
正确;
考点:考查了机车启动
【名师点睛】解决本题的关键知道功率与牵引力的关系,把握过程中以恒定功率运动,结合牛顿第二定律进行求解,基础题. 4 .A 【解析】
试题分析:异种电荷小球接触后再分开,先抵消电荷再平分电荷,带有q和-3q电荷的小球接触后再分开,每个球的带电量为-q,依题意由库仑
定律有接触前,接触后有,A对,BCD错,所以本
题选择A。 考点:库仑定律 5 .BD 【解析】
试题分析:取B点势能为零,释放点的重力势能不为零,A错误;若物块始终做匀加速运动,则摩擦力始终做正功,B正确;若物块加速到中间某一位置,物块与传送带相对静止一起匀速运动到B点,则先时沿运动方向的滑动摩擦力做正功,然后与速度相反的静摩擦力做负功,机械能先增加,后减小,D正确。 考点:本题考查功能关系。 6 .D 【解析】略 7 .CD
【解析】导线框通过磁场区域时,根据安培定则和左手定则,导线框要受到竖直向上安培力作用,导线框既不能做自由落体运动,也不能做曲线运动,A、B错。导线框通过磁场区域时要克服安培力做功,机械能会减少,C对。导线框在穿过磁场区域时,上下两个导线受到的安培力方向都向上,D对。 8 .B 【解析】
试题分析:小球做匀速圆周运动,,整理得:
是常量,即两球处于同一高度,故C正确
考点:考查了圆周运动规律的应用
【名师点睛】解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解,本题关键要得出的关系式 9 .C 【解析】
试题分析: 设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为,细线的长度为。球做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力提供向心力,如图,则有:,
,得角速度
,
周期
。使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时,θ
增大,减小,则得到细线拉力增大,角速度增大,周期T减小。对球,由平衡条件得知,受到桌面的静摩擦力变大,故A、B错误,C正确;金属块保持在桌面上静止,根据平衡条件得知,受到桌面的支持力等于其重力,保持不变,故D错误。 考点:本题考查了受力分析和水平面内的圆周运动 10 .C
【解析】略 11 .BC
【解析】根据几何关系有,环从A下滑至B点时,重物上升的高度
,故A错误;环下滑过程中无摩擦力做系统做功,故系统机
械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,故B正确;设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零,此时重物上升的最大高度为:,根据机械能守恒有:,解得:,故C正确;环向下运动,做非匀速运动,就有加速度,所以重物向上运动,也有加速度,即环运动的时候,绳的拉力不可能是2mg,故D错误。所以BC正确,AD错误。
点睛:环刚开始释放时,重物由静止开始加速.根据数学几何关系求出环到达B处时,重物上升的高度.环下滑过程中无摩擦力做系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能.环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为零,根据机械能守恒求解. 12 .ABD
【解析】试题分析:对Q受力分析,根据合成法求解PQ绳子的拉力;对P受力分析,根据平衡条件即可求出P的质量.绳子的拉力能发生突变,结合受力分析物块Q的加速度;作用力与反作用力总是大小相等,方向相反.
对Q分析,受到竖直向下的重力,AQ的拉力,以及OQ的拉力,三力平衡如图,
根据力的合成与分解可得水平绳AQ中拉力, A正确;
OQ绳子的拉力为
,对P分析,受到竖直向下的重力Mg,
竖直向上的支持力N,向右的滑动摩擦力,同一条绳子上的拉力相同,所以OP绳子的拉力也是,处于平衡状态;受力如图,又知道
,联立解得:,B正确;若水平绳被剪断,则在剪断瞬间,小物块Q只受到重力和绳子OQ的拉
力,由于绳子的拉力的大小会发生突变,所以物块Q的加速度的方向与OQ的方向垂直,所以加速度大小为
,C错误;长木板对
小物块P的作用力和小物块P对长木板的作用力是一对作用力与反作用力,所以它们大小相等,D正确. 13 .BD
【解析】ab杆向右匀速运动,在ab杆中产生恒定的电流,该电流在线圈L1中产生恒定的磁场,在L2中不产生感应电流,所以cd杆不动,故A错误;ab杆向右加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的a到b的电流,根据安培定则,在L1中产生向上增强的磁场,该磁场向下
通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生c到d的电流,根据左手定则,受到向右的安培力,向右运动,故B正确;ab杆向左加速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生增大的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下增强的磁场,该磁场向上通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生d到c的电流,根据左手定则,受到向左的安培力,向左运动,故C错误;ab杆向左减速运动,根据右手定则,知在ab杆上产生减小的b到a的电流,根据安培定则,在L1中产生向下减弱的磁场,该磁场向上通过L2,根据楞次定律,在cd杆上产生c到d的电流,根据左手定则,受到向右的安培力,向右运动,故D正确。所以BD正确,AC错误。 14 .ACD
【解析】根据向心加速度
,代入得小球的线速度
,所以A
正确;需要的向心力F=ma=mg,所以在最高点杆对小球的作用力为零,故B错误;小球做匀速圆周运动,合外力提供向心力,故合外力指向圆心,当轻杆转到水平位置时,轻杆对小球的作用力,方向不指向圆心O,所以C正确;轻杆在匀速转动过程中,当转至最低点时,杆对球的作用力最低,根据牛顿第二定律:,得轻杆对
小球作用力的最大值为F=2mg,所以D正确。 15 .AC 【解析】
金属线框进入磁场之前,做自由落体运动,下边进入磁场切割磁感线产生感应电动势和感应电流,下边受到向上的安培力作用,做加速度减少的减速运动;导线框完全进入磁场中,导线框中磁通量不变,不产生感应电流,导线框不受安培力作用,受重力,做匀加速运动;导线框下边开始出磁场时,上边切割磁感线产生感应电动势和感应电流,上边受到向上的安培力作用,导线框做减速运动.全部离开后,以加速度g做匀
加速运动.所以A正确;从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止,
,,B错误;当恰
受力平衡时,,解得,即有可能,C正确;
,进入和离开ΔΦ相同,所以q相同,D错误.故选
AC.
点睛:解决本题的关键通过图线理清线框在整个过程中的运动规律,结合动能定理、共点力平衡进行求解,掌握电量的经验表达式,并能灵活运用. 16.t=ls 17.
18.
【解析】(1)物体A上滑过程中,由牛顿第二定律得:
代入数据得: a=6m/s2 (2分)
设经过t时间相撞,出运动学公式:0=v1-a t 代入数据得:t=\"ls \" (2分) (2)平抛物体B的水平位移: (2分)
平抛速度:
(1分 )
(3)物体A、B间的高度差:(3分
19 . =200V =300V
【解析】
试题分析:由静电力做功与电势能的关系可知:
B点电势为零,所以=200V =300V; 由电势差的定义可知
考点: 电势;电势差. 20 .220;0.40 【解析】
试题分析:被测电阻阻值是22×10Ω=220Ω;若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流,表盘仍如图所示,则被测电流为0.4mA. 考点:欧姆表及电流表读数.
21 .(1)“1”直流电流250mA,“5”直流电压10V; (2)140Ω;(3)3.94~3.96mA,220Ω,97~98V;
【解析】(1)本题考查万用表原理,当s接“1”或“2”为电流表,因为只有把灵敏电流表与定值电阻并联才能扩大到大量程的电流表,且并联的电阻越小量程越大,所以开关接“1”时为电流表,量程为250mA;开关接“5”或“6”时为电压表,且串联电阻越大量程越大,所以接5时为小量程10V(2)用万用表测电阻时应使指针指在中间最为准确,s接3时电路结构为,R1与R2串联后与电流表并联,并联后的电阻很小,当外电阻为150Ω时,指针只在中间,利用中值电阻即电路总电阻此时应为300Ω,电流表半偏电流为0.5mA,干路电流为5mA,电流表电压为0.05V,外电阻电压为0.75V,R3电压为0.7V,所以R3电阻为0.7V/0.005A=140Ω(3)开关s分别接“2”、“3”、“6”时,分别测量的是量程为10mA的电流、档位×10Ω的电阻、量程为250V的电压 22 .(1)
;逆时针; (2) 3
;(3)3mgr≤Q≤4mgr
【解析】(1)导体棒P由C1C2下滑到D1D2,根据机械能守恒定律:
,vD=4
导体棒P到达D1D2瞬间: E=BLvD 回路中的电流
方向逆时针
(2)棒Q到达E1E2瞬间,恰能脱离轨道飞出,此时对Q:mg=
,vQ=
设导体棒P离开轨道瞬间的速度为vP,根据动量守恒定律:mvD=mvP+mvQ,
代入数据得:vP=3
(3)由(2)若导体棒Q恰能在到达E1E2瞬间飞离轨道,P也必能在该处飞离轨道.根据能量守恒,回路中产生的热量Q1=mvD2-mvP2-mvQ2=3mgr
若导体棒Q与P能达到共速v,则根据动量守恒:mvD=(m+m)v v=2
回路中产生的热量Q2=mvD2- (m+m)v2=4mgr 综上所述,回路中产生热量的范围是3mgr≤Q≤4mgr.
点睛:此题是电磁感应与电路、磁场、力学、功能关系,临界条件等知
识的综合应用,重点考察了功能关系以及动量守恒定律的应用,是考查分析和处理综合题的能力的好题.
23 .(1)1.84N;(2)I=-0.030N•s;方向水平向左;(3)k=17 【解析】试题分析:对滑块A应用动能定理可以求出力F的大小;两滑块碰撞过程系统动量守恒,应用动量守恒定律可以求出碰撞后的速度,然后应用动量定理求出B对A的冲量;求出滑块经过黑色与白色轨道时损失的机械能,根据A、B碰撞后的总机械能求出滑块能经过黑白轨道的条数,然后分析求出k的数值.
(1)以滑块A为研究对象,在第1段轨道上,滑块A受到摩擦力的大小f=μmg,
对于滑块A在第1段轨道上从最左端到最右端的过程, 根据动能定理得:
,解得:F=1.84N;
(2)设滑块A、B碰撞后瞬间A和B的共同速度为vAB,碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:, 设滑块B对滑块A的冲量为I,规定水平向右为正方向. 以滑块A为研究对象,根据动量定理有:,
解得:
,滑块B对滑块A冲量的方向水平向左;
(3)设滑块A和B每经过一段长为L的黑色轨道损失的动能为
,则
, 设滑块A和B每经过一段长为L的白色轨道,损失的动能为
,则
, 设滑块A和B碰撞后瞬间的总动能为,令
,解得:
N=7.5,
即滑块通过标号为15的白色轨道后,仍有动能:
,
因Ek>△E1,故物块可通过第16号轨道而进入第17号轨道, 进入第17号轨道时的动能
,
故将不能通过第17号轨道,即最终停在第17号轨道上.
24 .(1)(2)
(3)①若
(或),则棒做匀速直线运动;
②若(或F>),则棒先加速后匀速; ③若
(或F<
),则棒先减速后匀速。
【解析】解(1)ab棒离开磁场右边界前做匀速运动,速度为,则有:
①
②
对ab棒 F-BIl=0 ③ 解得
④
注:Vm、F是正比关系,在不同拉力作用下物体做匀速运动的最大速度不同。
(2)在全程,由能量转化和守恒可得: ⑤
解得:
⑥
(3)设棒刚进入磁场时速度为v 由:
⑦
可得: ⑧
棒在进入磁场前做匀加速直线运动,在磁场中运动可分三种情况讨论: ①若(或),则棒做匀速直线运动; ②若(或F>),则棒先加速后匀速; ③若
(或F<
),则棒先减速后匀速。
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