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- 2021-05-13 发布
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2020考前冲刺物理
1. 相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置,如图1.03,导轨所在平面与水平面的夹角为,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦系数为,整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接电源电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值可按要求进行调节,其他部分电阻不计,取,为保持金属棒ab处于静止状态,求:
(1)ab中通入的最大电流强度为多少?
(2)ab中通入的最小电流强度为多少?
导体棒ab在重力、静摩擦力、弹力、安培力四力作用下平衡,由图2中所示电流方向,可知导体棒所受安培力水平向右。当导体棒所受安培力较大时,导体棒所受静摩擦力沿导轨向下,当导体棒所受安培力较小时,导体棒所受静摩擦力沿导轨向上。
(1)ab中通入最大电流强度时受力分析如图2,此时最大静摩擦力沿斜面向下,建立直角坐标系,由ab平衡可知,x方向:
y方向:由以上各式联立解得:
(2)通入最小电流时,ab受力分析如图3所示,此时静摩擦力,方向沿斜面向上,建立直角坐标系,由平衡有:
x方向:
1. 物体置于光滑的斜面上,当斜面固定时,物体沿斜面下滑的加速度为,斜面对物体的弹力为。斜面不固定,且地面也光滑时,物体下滑的加速度为,斜面对物体的弹力为,则下列关系正确的是:
A. B.
C. D.
当斜面可动时,对物体来说是相对斜面这个加速参考系在作加速运动,而且物体和参考系的运动方向不在同一条直线上,利用常规的方法难于判断,但是利用矢量三角形法则能轻松获解。
如图4所示,由于重力的大小和方向是确定不变的,斜面弹力的方向也是惟一的,由共点力合成的三角形法则,斜面固定时,加速度方向沿斜面向下,作出的矢量图如实线所示,当斜面也运动时,物体并不沿平行于斜面方向运动,相对于地面的实际运动方向如虚线所示。所以正确选项为B。
1. 带负电的小物体在倾角为的绝缘斜面上,整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中,如图1.04所示。物体A的质量为m,电量为-q,与斜面间的动摩擦因素为,它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体A在斜面上由静止开始下滑,经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场,磁场方向与电场强度方向垂直,磁感应强度大小为B,此后物体A沿斜面继续下滑距离L后离开斜面。
(1)物体A在斜面上的运动情况?说明理由。
(2)物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能?(结果用字母表示)
(1)物体A在斜面上受重力、电场力、支持力和滑动摩擦力的作用,<1>小物体A在恒力作用下,先在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动;<2>加上匀强磁场后,还受方向垂直斜面向上的洛伦兹力作用,方可使A离开斜面,故磁感应强度方向应垂直纸面向里。随着速度的增加,洛伦兹力增大,斜面的支持力减小,滑动摩擦力减小,物体继续做加速度增大的加速运动,直到斜面的支持力变为零,此后小物体A将离开地面。
(2)加磁场之前,物体A做匀加速运动,据牛顿运动定律有:
物体A在斜面上运动的全过程中,重力和电场力做正功,滑动摩擦力做负功,洛伦兹力不做功,根据动能定理有:
物体A克服摩擦力做功,机械能转化为内能:
1. 如图1.05所示,在水平地面上有一辆运动的平板小车,车上固定一个盛水的杯子,杯子的直径为R。当小车作匀加速运动时,水面呈如图所示状态,左右液面的高度差为h,则小车的加速度方向指向如何?加速度的大小为多少?
我们由图可以看出物体运动情况,根据杯中水的形状,可以构建这样的一个模型,一个物块放在光滑的斜面上(倾角为),重力和斜面的支持力的合力提供物块沿水平方向上的加速度,其加速度为:。
我们取杯中水面上的一滴水为研究对象,水滴受力情况如同斜面上的物块。由题意可得,取杯中水面上的一滴水为研究对象,它相对静止在“斜面”上,可以得出其加速度为,而,得,方向水平向右。
2. 如图1.06所示,质量为M的木板放在倾角为的光滑斜面上,质量为m的人在木板上跑,假如脚与板接触处不打滑。
(1)要保持木板相对斜面静止,人应以多大的加速度朝什么方向跑动?
(2)要保持人相对于斜面的位置不变,人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动?
答案:(1)要保持木板相对斜面静止,木板要受到沿斜面向上的摩擦力与木板的下滑力平衡,即,根据作用力与反作用力人受到木板对他沿斜面向下的摩擦力,所为
所以木板受到的合力为:
方向沿斜面向下。