题目内容

某兴趣小组对遥控车的性能进行研究。他们让小车在平直轨道上由静止开始运动，并将运动的全过程记录下来并得到v-t图象，如图所示，除2s-10s内的图线为曲线外，其余均为直线，已知小车运动的过程中，2s—14s内小车的功率保持不变，在第14s末关闭动力让小车自由滑行，已知小车的质量为1kg，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。求：

（1）小车匀速行驶阶段的功率；
（2）小车在第2-10s内位移的大小。
（1）9.0W   （2）39W

试题分析：（1）由图可知，14s－18s内小车在阻力作用下做匀减速运动，设此过程加速度大小为，图线的斜率的绝对值表示加速度的大小，于是有　
根据牛顿第二定律得：
小车在10s—14s内做匀速运动，由平衡条件得：小车所受的牵引力为
由图象知，小车在10s末的速度大小为
所以小车匀速行驶阶段的功率为
（2）由图象知，小车在2s末的速度大小为
小车运动的过程中，2s—14s内小车的功率保持不变，均为，设小车在第2s－10s内位移的大小为S，根据动能定理得：
　
解得：
练习册系列答案
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下列各力中，根据力的性质命名的是（　　）
A．弹力B．支持力C．压力D．阻力
如图所示，在y轴左侧放置一加速电场和偏转电场构成的发射装置，C、D两板的中心线处于y=8cm的直线上；右侧圆形匀强磁场的磁感应强度大小为B=T、方向垂直xoy平面向里，在x轴上方11cm处放置一个与x轴平行的光屏。已知A、B两板间电压UAB＝100V, C、D两板间电压 UCD="300V," 偏转电场极板长L=4cm，两板间距离d="6cm," 磁场圆心坐标为（6，0）、半径R＝3cm。现有带正电的某种粒子从A极板附近由静止开始经电场加速，穿过B板沿C、D两板间中心线y = 8cm进入偏转电场，由y轴上某点射出偏转电场，经磁场偏转后打在屏上。带电粒子比荷=106c/kg，不计带电粒子的重力。求：

（1）该粒子射出偏转电场时速度大小和方向；
（2）该粒子打在屏上的位置坐标；
（3）若将发射装置整体向下移动，试判断粒子能否垂直打到屏上？若不能，请简要说明理
由。若能，请计算该粒子垂直打在屏上的位置坐标和发射装置移动的距离。
I.（6分）研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图1所示的装置，图中A为小车，B为打点计时器，C为力传感器（测绳子的拉力），P为小桶（内有砂子），M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的模板．不计绳子与滑轮间的摩擦．

（1）要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要的实验仪器是　_________　（填“刻度尺”、“天平”或“秒表”）．
（2）平衡摩擦力后再按上述方案做实验，是否要求砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量？　 　（填“是”或“否”）
（3）已知交流电源的频率为50Hz，某次实验得到的纸带如图2所示，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a=　_________　m/s2．（结果保留2位有效数字）
（20分）如图所示，平行金属导轨PQ、MN相距d=2m，导轨平面与水平面夹角a= 30°，导轨上端接一个R=6的电阻，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向上。一根质量为m=0.2kg、电阻r=4的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置，距离导轨底端xl=3.2m。另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置，绝缘塑料棒gh从导轨底端以初速度v0=l0m/s沿导轨上滑并与金属棒正碰（碰撞时间极短），磁后绝缘塑料棒gh沿导轨下滑，金属棒ef沿导轨上滑x2=0.5m后停下，在此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.36J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为。求
（1）绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间，绝缘塑料棒的速率；
（2）碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度；
（3）金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量。
（14分）一物块以一定的初速度沿斜面向上滑，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间变化的关系图像如图所示，g取10m/s2。求：
（1）物块向上滑行的最大距离S；
（2）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ
（结果保留二位小数）。
（18分）如图所示，水平固定的平行金属导轨（电阻不计），间距为l，置于磁感强度为B、方向垂直导轨所在平面的匀强磁场中，导轨左侧接有一阻值为R的电阻和电容为C的电容器。一根与导轨接触良好的金属导体棒垂直导轨放置，导体棒的质量为m，阻值为r。导体棒在平行于轨道平面且与导体棒垂直的恒力F的作用下由静止开始向右运动。

（1）若开关S与电阻相连接，当位移为x时，导体棒的速度为v。求此过程中电阻R上产生的热量以及F作用的时间？
（2）若开关S与电容器相连接，求经过时间t导体棒上产生的热量是多少？（电容器未被击穿）
如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个带电量为q、质量为m的带正电的小球，另一端固定于O点。把小球拉起至细线与场强平行，然后无初速释放。已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ，θ=37o。求：

（1）电场强度E的大小；
（2）小球经过最低点时绳子的拉力大小；
（3）小球经过最低点时小球的加速度。
(16分)在竖直平面内固定一轨道ABCO， AB段水平放置，长为4 m，BCO段弯曲且光滑，轨道在O点的曲率半径为1.5 m；一质量为1.0 kg、可视作质点的圆环套在轨道上，圆环与轨道AB段间的动摩擦因数为0.5。建立如图所示的直角坐标系，圆环在沿x轴正方向的恒力F作用下，从A（-7,2）点由静止开始运动，到达原点O时撤去恒力F，水平飞出后经过D（6，3）点。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：
⑴圆环到达O点时对轨道的压力；
⑵恒力F的大小；
⑶圆环在AB段运动的时间。

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