题目内容
【题目】如图所示,轨道分粗糙的水平段和光滑的圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心,半径。两轨道之间的宽度为0.5m,匀强磁场方向竖直向上,大小为0.5T。质量为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于轨道上的M点,当在金属细杆内通以电流强度恒为2A的电流时,金属细杆沿轨道由静止开始运动。已知金属细杆与水平段轨道间的滑动摩擦因数,N、P为导轨上的两点,ON竖直、OP水平,且,g取10m/s2,则
A.金属细杆开始运动时的加速度大小为4m/s2
B.金属细杆运动到P点时的速度大小为
C.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为
D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为
【答案】C
【解析】
试题根据牛顿第二定律得:金属细杆开始运动时的加速度大小为:,故A错误;设金属细杆运动到P点时的速度大小为v,从M到P过程,由动能定理得:
则得:,故B错误;金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为,故C错误;在P点,设每一条轨道对细杆的作用力大小为N,由牛顿第二定律得:,代入数据解得:,由牛顿第三定律得细杆在P点对每一条轨道的作用力大小为,故D错误。
【题目】某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
回答下列问题:
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g,为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的 (填正确答案标号)。
A.小球的质量m |
B.小球抛出点到落地点的水平距离s |
C.桌面到地面的高度h |
D.弹簧的压缩量△x |
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek= 。
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s—△x图线。从理论上可推出,如果h不变。m增加,s—△x图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s—△x图线的斜率会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x的 次方成正比。