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(1)物体匀速下滑过程受力分析如图所示:
得:f=mgsinθ
(2)当物体匀加速上滑时,对物体受力分析如图:
沿着斜面方向:F合=F-f-mgsinθ
由牛顿第二定律:F合=ma
得:F=2mgsinθ+ma
(3)物体在斜面上匀加速过程:
s1=
| 1 |
| 2 |
v=at
撤去推力F后,物体减速上升,对物体受力分析如图所示:
|
s2=
| 0-v2 |
| -2a′ |
斜面长:s=s1+s2=
| 1 |
| 2 |
| a |
| gsinθ |
答:(1)物体下滑过程中受到的摩擦力大小为mgsinθ.
(2)当对物体施加一个平行斜面向上的推力时,物体能以加速度a匀加速上滑,则这个推力为2mgsinθ+ma;
(3)斜面长为
| 1 |
| 2 |
| a |
| gsinθ |
如图2所示,两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度B=0.05 T的匀强磁场与导轨所在平面垂直(图中未画出),导轨的电阻很小,可忽略不计.导轨间的距离l=0.20 m.两根质量均为m=0.10 kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻均为R=0.50 Ω.在t=0时刻,两杆都处于静止状态.现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力F作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动.经过t=5.0 s,金属杆甲的加速度为a=1.37 m/s2.问此时两金属杆的速度各为多少??
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图2
【解析】设t=5.0 s时两金属杆甲、乙之间的距离为x,速度分别为v1和v2,经过很短的时间Δt,杆甲移动距离v1Δt,杆乙移动距离v2Δt,回路面积改变ΔS=[(x-v2Δt)+v1Δt]l-lx=(v1-v2)lΔt.由法拉第电磁感应定律知,回路中的感应电动势
回路中的电流![]()
对杆甲由牛顿第二定律有F-BlI=ma
由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反,所以t=5.0 s时两杆的动量(t=0时为0)等于外力F的冲量Ft=mv1+mv2
联立以上各式解得
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代入数据得v1=8.15 m/s,v2=1.85 m/s.
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某步枪子弹在出口速度达1000 m/s,若步枪的枪膛长0.5 m,子弹的质量为20 g,求高压气体对子弹的平均作用力.
【解析】:由v2=2ax得
a== m/s2=1×106 m/s2
又由牛顿第二定律得
F=ma=20×10-3×106 N=2×104 N.
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如图2所示,两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度B=0.05 T的匀强磁场与导轨所在平面垂直(图中未画出),导轨的电阻很小,可忽略不计.导轨间的距离l=0.20 m.两根质量均为m=0.10 kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻均为R=0.50 Ω.在t=0时刻,两杆都处于静止状态.现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力F作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动.经过t=5.0 s,金属杆甲的加速度为a=1.37 m/s2.问此时两金属杆的速度各为多少??
图2
【解析】设t=5.0 s时两金属杆甲、乙之间的距离为x,速度分别为v1和v2,经过很短的时间Δt,杆甲移动距离v1Δt,杆乙移动距离v2Δt,回路面积改变ΔS=[(x-v2Δt)+v1Δt]l-lx=(v1-v2)lΔt.由法拉第电磁感应定律知,回路中的感应电动势回路中的电流
对杆甲由牛顿第二定律有F-BlI=ma
由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反,所以t=5.0 s时两杆的动量(t=0时为0)等于外力F的冲量Ft=mv1+mv2
联立以上各式解得
代入数据得v1=8.15 m/s,v2=1.85 m/s.
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