题目内容
11．
如图所示，在倾角为37°的固定光滑斜面底端有一固定的小挡板，在斜面上有一质量M=5m的铁板，铁板上端再放一块质量为m的小磁铁，已知小磁铁与铁板之间的吸引力大小恒为1.2mg，方向垂直于接触面，小磁铁与铁板之间的摩擦因数为0.5，铁板与斜面之间的摩擦力不计．现使铁板下端距离挡板L=3m处静止释放，铁板与小挡板碰撞后能原速反弹．g取10m/s2．（1）求铁板第一次反弹后，下端离挡板的最大距离；（设小磁铁始终没有脱离铁板）
（2）铁板第一次反弹后，小磁铁相对铁板滑动的距离；
（3）要使小磁铁最终不脱离铁板，铁板长度至少应多长？
分析 首先据题境判断小磁铁与铁板一起向下运动，当与挡板碰后，二者发生相对运动到速度相等，据此求铁板上滑的最大距离；据二者达到共同速度时，二者的位移关系求出小磁铁在铁板上滑动的距离；据此过程中只有摩擦力做功，利用功能关系求出铁板的至少长度．
解答 解：（1）首先以小磁铁为研究对象，受力分析可知，小磁铁与铁板一起沿斜面向下运动，二者为研究对象，据机械能守恒定律得：
（ M+m）gLsin37°=$\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$
代入数据解得，与挡板相撞时的速度为：v=6m/s
与挡板碰后，小磁铁沿斜面向下做匀减速运动，据牛顿第二定律得：a1=4m/s2，方向沿斜面向上
铁板的沿斜面向上做匀减速运动，据牛顿第二定律得：a2=8m/s2，方向沿斜面向下
据运动学公式可知，铁板向上移动的最大距离为：s=$\frac{{-v}^{2}}{2{a}_{2}}$=2.25m
（2）设二者到达共同速度时，所需的时间t，若沿斜面向上为正方向，据运动学公式可知：v共=-6+4t=6-8t，
解得：t=1s
二者达到公式速度的位移据运动学公式可得分别为：s1=-6×$1+\frac{1}{2}×4×1$（m）=-4m
s2=6-$\frac{1}{2}×8×1$（m）=2m
所以小磁铁相对铁板滑动的距离为：s=4m+2m=6m
（3）由于此过程只有滑动摩擦力做功转化为内能，
据能量守恒定律得：（M+m）gLsin37°+mgs3sin37°=f•s3
由以上可知：f=μ•FN=mg
联立以上代入数据解得：s3=17m
答：（1）求铁板第一次反弹后，下端离挡板的最大距离2.25m（铁始终没有脱离铁板）；
（2）第一次 反弹后，小磁铁相对铁板滑动的距离6m；
（3）要使小磁铁最终不脱离铁板，铁板长度至少应17m．
点评 此题物理过程较复杂，弄清二者之间的受力情况和运动情况是解题的关键，注意与挡板相碰后，铁板向上做匀减速，磁铁沿斜面向下做匀减速；注意能量守恒定律的应用，此题难度较大．
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小学生10分钟应用题系列答案
如图，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-18eV时，它的动能应为（ ）| A． | 8eV | B． | 13eV | C． | 30eV | D． | 34eV |
| A． | 汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结构，并求出了阴极射线的比荷 | |
| B． | α粒子散射实验中，荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光 | |
| C． | 各种原子的发射光谱都是线状谱 | |
| D． | 由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 | |
| E． | 太阳光谱是连续光谱 |
如图所示，M为一内阻为1.0Ω的电动机，电源电压U恒为30V，电阻R=5.0Ω．电动机正常工作时，电压表（内阻很大）的示数为20V．求：
要安装如图所示的单量程欧姆表，电源电动势E=1.5v，内阻不计．同时还给出下列器材：