题目内容

【题目】为测定气垫导轨(气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器.它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔,空气再由导轨表面上的小孔中喷出,在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层.滑行器就浮在气垫层上,与轨面脱离接触,因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动,极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差.配用数字计时器记录滑行器在气轨上运动的时间,可以对多种力学物理量进行测定,对力学定律进行验证)上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板.滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为△t1=0.29s,通过第二个光电门的时间为△t2=0.11s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=3.57s,滑块过第二个光电门的瞬时速度大小m/s滑块的加速度大小m/s2 . (保留小数点后两位)

【答案】0.27;0.05
【解析】解:滑块通过光电门的时间很短,可将平均速度看成瞬时速度;

滑块通过第一个光电门的速度为:v1= = =0.1m/s;

滑块通过第二个光电门的速度为:v2= = =0.27m/s;

滑块的加速度为:a= = = =0.05m/s2

所以答案是:0.27,0.05.

练习册系列答案
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【题目】电磁阻尼制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式,它的基本原理如图甲所示。水平面上固定一块铝板,当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时,铝板内感应出的电流会对磁铁的运动产生阻碍作用。电磁阻尼制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式,某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统,能在长为L1=0.6m , 宽L2=0.2m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场,磁感应强度可随车速的减小而自动增大(由车内速度传感器控制),但最大不超过B1=2T,将铝板简化为长大于L1 , 宽也为L2的单匝矩形线圈,间隔铺设在轨道正中央,其间隔也为L2 , 每个线圈的电阻为R1=0.1Ω,导线粗细忽略不计。在某次实验中,模型车速度为v0=20m/s时,启动电磁铁系统开始制动,车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动,当磁感应强度增加到B1时就保持不变,直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为m1=36kg , 空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。

(1)电磁铁的磁感应强度达到最大时,模型车的速度v1为多大?
(2)模型车的制动距离为多大?
(3)某同学受到上述装置的启发,设计了进一步提高制动效果的方案如下,将电磁铁换成多个并在一起的永磁铁组,两个相邻的磁铁磁极的极性相反,且将线圈改为连续铺放,相邻线圈接触紧密但彼此绝缘,如图丙所示,若永磁铁激发的磁感应强度恒定为B2 , 模型车质量m1及开始减速的初速度v0均不变,试通过必要的公式分析这种设计在提高制动能力上的合理性。

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