[题目]如图.两根一端带有挡柱的光滑金属导轨MN和PQ与水平面成θ=30°角放置在磁感应强度B=2T的匀强磁场中.磁场方向垂直于导轨平面向上.两导轨间距L=1m.现有两根完全相同的金属棒ab和cd.长度均为L.质量均为m=1kg.电阻均为R=1.两金属棒与导轨始终垂直且保持良好接触.导轨自身电阻不计.现让金属棒ab在沿斜面向上的外力F作用下从轨道上某处由静题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图，两根一端带有挡柱的光滑金属导轨MN和PQ与水平面成θ=30°角放置在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，两导轨间距L=1m。现有两根完全相同的金属棒ab和cd，长度均为L，质量均为m=1kg，电阻均为R=1，两金属棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨自身电阻不计。现让金属棒ab在沿斜面向上的外力F作用下从轨道上某处由静止开始做加速度a=2.5m/s2的匀加速直线运动，到金属棒cd刚要滑动时撤去外力F，此后金属棒ab继续向上运动0.1s后减速为零，当金属棒ab刚好返回到初始出发点时金属棒cd对挡柱的压力是金属棒ab静止时压力的2倍。g取10m/s2。求：

（1）外力F的冲量大小；

（2）金属棒ab从减速为零到返回出发点过程中所产生的焦耳热。

【答案】（1）10Ns；（2）4.06J

【解析】

（1）设金属棒ab的速度为v时金属棒cd刚要滑动，由

解得v=2.5m/s

根据速度时间公式有

v=at

代入数据得t=1s

匀加速时段内金属棒ab的位移为

x1=at2=1.25m

对金属棒ab，根据牛顿第二定律有

故

代入数据可知F随t线性变化，且最大值为F1=12.5N；最小值F2=7.5N

因此外力F的冲量为

解得I=10Ns

（2）撤力后金属棒cd仍静止，设金属棒ab减速滑行的位移为x2，由动量定理得

又

解得x2=1m

设金属棒ab返回到出发点时的速度为v1，对金属棒cd，由

解得v1=2.5m/s

由能量守恒得

解得Q=4.06J

练习册系列答案

寒假天地寒假作业本延边大学出版社系列答案

A.可能没有从n=5能级跃迁到n=1能级产生的光

B.频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的

C.最多可能产生4种不同的频率的光

D.从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应

【题目】某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”。

（1）请指出实验装置（甲）中存在的明显错误______.

（2）进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应____(选填“A”或“B”).

A.先接通电源，再释放纸带

B.先释放纸带，再接通电源

（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1，2，3，4四个点如图(乙)所示.已测出1，2，3，4到打出的第一个点O的距离分别为h1，h2，h3，h4，打点计时器的打点周期为T.若代入所测数据能满足表达式gh3=______(用题目中已测出的物理量表示)，则可验证重物下落过程机械能守恒.

【题目】某同学利用单摆测量重力加速度

（1）为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是（______）

A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大

（2）下列摆动图像真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是__________。（填字母代号）

A.B.C.D.

（3）如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆。实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺。于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上的两标记点之间的距离△L。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式____________。