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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R0,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象,图象中内数据均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(    )

A金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向

B金属线框的边长为v1(t2 -t1)

C磁场的磁感应强度为

D金属线框在O - t4的时间内所产生的热量为

正确答案

B,C

解析

由楞次定律可知金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向,A错误。由图乙可知,金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动,速度为v1,运动时间为t2-t1,所以金属框的边长:l=v1(t2-t1),B正确。在金属框进入磁场的过程中,金属框所受安培力等于重力:mg=Bil,I=Bl v1/R,解得:B=,C正确。金属框在进入磁场过程中金属框产生的热量为Q1,重力对其做正功,安培力对其做负功,由能量守恒定律得:Q1=mgl=mgv1(t2-t1),金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2,重力对其做正功,安培力对其做负功,由能量守恒定律得:Q2=mgl+m(),Q= Q1+Q2=2mgv1(t2-t1)+m(),D错误。

知识点

匀变速直线运动的图像动能定理的应用法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 4 分

9.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A. 弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则圆环

A.下滑过程中,加速度一直减小

B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为

C.在C处,弹簧的弹性势能为

D.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度

正确答案

BD

解析

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知识点

动能定理的应用功能关系
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

8.同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如题8图所示的实验装置.图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板.M 板上部有一半径为圆弧形的粗糙轨道,P为最高点,Q为最低点,Q点处的切线水平,距底板高为。N板上固定有三个圆环。将质量为的小球从P处静止释放,小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为处。不考虑空气阻力,重力加速度为。求:

(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度;

(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向;

(3)摩擦力对小球做的功.

正确答案

(1)到地板的高度:

(2)速度的大小:   压力的大小:   方向:竖直向下

(3)摩擦力对小球做的功:

解析

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平抛运动向心力动能定理的应用
1
题型:简答题
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简答题 · 16 分

10.某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图,皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动,现将一质量为的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦力因数,设皮带足够长,取,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求

(1)邮件滑动的时间t

(2)邮件对地的位移大小x

(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W

正确答案

(1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F,则

Fm=μmg                     ①

取向右为正方向,对邮件应用动量定理,有

Ft=mv-0                       ②

由①②式并代入数据得

t=0.2s                         ③

(2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中,对邮件应用动能定理,有

Fx=1/2mv-0                    ④

由①④式并代入数据得

x=0.1m                        ⑤

(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中,设皮带相对地面的位移为s,则

s=vt                           ⑥

摩擦力对皮带做的功

W=-Fs                         ⑦

由①③⑥⑦式并代入数据得

W=-2J                         ⑧

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牛顿运动定律的综合应用动能定理的应用
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

22.一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示。物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止。g取10m/s2.

(1)   求物块与地面间的动摩擦因数μ;

(2)   若碰撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;

(3)   求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。

正确答案

(1)由动能定理,有:  可得

(2)由动量定理,有   可得

(3)

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动量定理动能定理的应用
1
题型: 单选题
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单选题 · 3 分

4.如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端登高。质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g,质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为(   )

A

B

C

D

正确答案

C

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向心力动能定理的应用
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题型:简答题
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简答题 · 6 分

6.如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过p点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a(    )

A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小

B.从N到P的过程中,速率先增大后减小

C.从N到Q的过程中,电势能一直增加

D.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量

正确答案

BC

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动能定理的应用机械能守恒定律
1
题型:简答题
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简答题 · 20 分

22. 如图,绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h,重力加速度为g。

(1)求小滑块运动到C点时的速度大小vc

(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf

(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为vD,从D点运动到P点的时间为t,求小滑块运动到P点时速度的大小vp。

正确答案

(1)E/B  (2(3)

(1)由题意知,根据左手定则可判断,滑块在下滑的过程中受水平向左的洛伦兹力,当洛伦兹力等于电场力qE时滑块离开MN开始做曲线运动,即Bqv=qE

解得:v=E/B

(2)从A到C根据动能定理:

解得:

(3)设重力与电场力的合力为F,由图意知,在D点速度vD的方向与F地方向垂直,从D到P做类平抛运动,在F方向做匀加速运动a=F/m,t时间内在F方向的位移为

从D到P,根据动能定理:,其中

联立解得:

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动能定理的应用功能关系带电粒子在混合场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 19 分

21.如图,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g。

(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力;

(2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车,已知滑块质量,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求:

①     滑块运动过程中,小车的最大速度vm

②     滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小s。

正确答案

(1)3mg (2)①②s=L/3。

(1)由图知,滑块运动到B点时对小车的压力最大

从A到B,根据动能定理:

在B点:

联立解得FN=3mg,根据牛顿第三定律得,滑块对小车的最大压力为3mg

(2)①若不固定小车, 滑块到达B点时,小车的速度最大

根据动量守恒可得:

从A到B,根据能量守恒:

联立解得:

②设滑块到C处时小车的速度为v,则滑块的速度为2v,根据能量守恒:

解得:

小车的加速度:

根据

解得:s=L/3

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动能定理的应用功能关系
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

9.严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点,地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放。

  若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20s达到最高速度72km/h,再匀速运动80s,接着匀减速运动15s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N,匀速运动阶段牵引力的功率为6×103kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。

(1)求甲站到乙站的距离;

(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气体污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6克)

正确答案

(1)设立车匀加速直线运动阶段多用的时间,距离为;在匀速直线运动阶段所用的时间为距离为速度为v;在匀减速运动阶段所用的时间为距离为;甲站到乙站的距离为s。则

s1                      ①

s2=vt2                      ②

s3                     ③

s=                 ④

由①②③④式联立,并代入数据解得:      s=1950m                     ⑤

说明:①③式各2分,②④⑤各1分。

(2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F,所做的功为W1;在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P,所做的功为W2。设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W,将排放气态污染物质量为M。则

W1=Fs1                

W2=Pt2                 ⑦

W=  W1+ W2             ⑧

M= (3×10-9kg·J-1) ·W       ⑨

联立①⑥⑦⑧⑨式并带入数据得

M=2.04 kg                ⑩

说明:⑥⑦⑨各2分,⑧⑩式各1分。

解析

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动能定理的应用
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