题目内容
【题目】一绝缘楔形物体固定在水平面上,左右两斜面与水平面的夹角分别为α和β,α=37°、β=53°.如图所示,现把两根质量均为m、电阻为均R、长度均为L的金属棒的两端用等长的电阻不计的细软导线连接起来,并把两棒分别放在楔形体的两个光滑的斜面上,在整个楔形体的区域内存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,在细软导线刚好拉直后由静止释放两金属棒,不计一切摩擦阻力,细软导线足够长,两导线一直在斜面上,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g.
(1)求金属棒的最大加速度;
(2)求金属棒的最大速度.
【答案】(1) 0.2g (2)
【解析】
试题当金属棒刚释放时,安培力为零,此时加速度最大.两棒下滑过程,先做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动.匀速运动时,速度最大.由平衡条件和电磁感应知识可求出最大速度。
(1)根据牛顿第二定律:mg(sinβ-sinα)=ma
化简则:a=0.2g
(2)棒受力平衡时,两棒速度v最大.因两棒速度大小相等,但切割B的有效速度不同,感应电流的方向为逆时针
则在t时间内感应电动势E==BLv(cosα-cosβ)
其感应电流:I=
安培力:Fb=IBL
设细线对棒的力为F,对右棒:mgsinβ+Fbcosβ-F=0
对左棒:F-Fbcosα-mgsinα=0
联立解:v=
【题目】在研究平抛运动的实验中,某同学记录了小球运动途中经过的A、B、C、D、E、F、G点的位置,相邻两点的时间间隔均为=0.05s。取A点为坐标原点,以+x方向表示水平初速度方向、+y方向表示竖直向下方向,实验记录如下:(结果保留两位小数)
标号n | A | B | C | D | E | F | G |
t(s) | 0 | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
x(m) | 0 | 0.024 | 0.051 | 0.073 | 0.098 | 0.126 | 0.150 |
y(m) | 0 | 0.042 | 0.108 | 0.198 | 0.314 | 0.454 | 0.617 |
(1)作出x—t图象如图1所示,小球平抛运动的水平初速度大小是______m/s;
(2)以t为横坐标,为纵坐标,作出—t图象如图2所示,其函数解析式为= 4.88t + 0.59:
①重力加速度的测量值是________m/s;
②t=0.10s时,小球的竖直分速度大小是_________m/s;