- 功能关系
- 共276题
33.如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上.A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动.将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图(b)所示),则B的总势能曲线如图(c)中II所示,将B在x=20.0cm处由静止释放,求:(解答时必须写出必要的推断说明。取g=9.8 m/s2)
(1)B在运动过程中动能最大的位置;
(2)运动过程中B的最大速度和最大位移;
(3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线,求导轨的倾角;
(4)若A、B异名磁极相对放置,导轨的倾角不变,在图(c)上画出B的总势能随x的变化曲线。
正确答案
见解析。
解析
(1)势能最小处动能最大
由图线II得
(在5.9 ~ 6.3cm间均视为正确)
(2)由图读得释放处势能,此即B的总能量。出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图像得最小势能为0.47J,则最大动能为
(在0.42 ~ 0.44J间均视为正确)
最大速度为
(在1.29~1.33 m/s间均视为正确)
x=20.0 cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此,最大位移
(在17.9~18.1cm间均视为正确)
(3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系,即
∴
由图读出直线斜率
(在
间均视为正确)
(4)若异名磁极相对放置,A,B间相互作用势能为负值,总势能如图。
知识点
如图所示,可视为质点的物块、
、
放在倾角为
、足够长的光滑、绝缘斜面上,斜面固定。
与
紧靠在一起,
紧靠在固定挡板上。物块的质量分别为
、
。其中
不带电,
、
的带电量分别为
、
,且保持不变。开始时三个物块均能保持静止。现给
施加一平行于斜面向上的力
,使
、
一起在斜面上做加速度为
的匀加速直线运动。经过一段时间物体
、
分离。(如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为
,则相距为
时,两点电荷具有的电势能可表示为
。已知
,
,
,静电力常量
)求:
(1)未施加力时物块
、
间的距离;
(2)、
分离前
上滑的距离;
(3)、
分离前力
所做的功。
正确答案
见解析。
解析
(1)三物块均静止时,以、
为整体研究:
由力的平衡得:
解得:
(2)当、
物块分离时,
、
之间弹力为零。以
物块为研究对象,
由牛顿第二定律得:
解得
物体上滑距离
(3)以、
整体为研究对象,当
、
分离时的速度为v
解得:
从开始运动到分离,由动能定理得:
电场力做功为
重力做功为
解得:
知识点
26.如图所示,光滑水平面MN上放两相同小物块A、B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带理想连接. 传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度υ=6m/s匀速转动. 物块A、B(大小不计)与传送带间的动摩擦因数. 物块A、B质量mA=mB=1kg。开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质弹簧,贮有弹性势能Ep=16J。现解除锁定,弹开A、B .求:
(1)物块B沿传送带向右滑动的最远距离。
(2)物块B滑回水平面MN的速度υB′。
(3)若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰,且A、B碰后互换速度,则弹射装置P必须给A做多少功才能让AB碰后B能从Q端滑出。
正确答案
(1)解除锁定弹开AB过程中,系统机械能守恒:
①
以为正方向,由动量守恒有:
②
由①②得:
B滑上传送带匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远。由动能定理得:
③
所以。
(2)物块B沿传送带向左返回时,做匀加速运动,
由动能定理得:
则
(3)设弹射装置给A做功为,
由动能定理得: ⑤
AB碰后速度互换,B的速度 ⑥
B要滑出平台Q端,由动能定理有: ⑦
又
所以,由⑤⑥⑦得 ⑧
解得
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
19.如图所示,光滑斜面倾角为,c为斜面上固定挡板,物块a和b通过轻质弹簧连接,a、b处于静止状态,弹簧压缩量为x.现对a施加沿斜面向下的外力使弹簧再压缩2x而停止,突然撤去外力,经过一段时间,b物块刚要离开挡板。已知两物块的质量均为m,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
18.如图所示,匀强电场E方向水平向左,带有正电荷的物体沿绝缘水平面向右运动,经过A点时动能是200J,经过B点时,动能是A点的 ,减少的动能有
转化成电势能,那么,当它再次经过B点时动能为( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
扫码查看完整答案与解析