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牛顿运动定律的应用
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如图1所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图1所示,一个质量m=0.1 kg的正方形金属框总电阻R=0.5 Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为x,那么v
2
-x图象如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,金属框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s
2
,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)根据v
2
-x图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间t;
(2)求出斜面AA′B′B的倾斜角θ;
(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
◎ 答案
解:(1)由v
2
-x图象可知:
x
1
=0.9 m,v
1
=3 m/s,做匀加速运动;
x
2
=1.0 m,v
1
=3 m/s,做匀速运动;
x
3
=1.6 m,末速度v
2
=5 m/s,做匀加速运动
设线框在以上三段的运动时间分别为t
1
、t
2
、t
3
则x
1
=
v
1
t
1
,所以t
1
=0.6 s
x
2
=v
1
t
2
,所以t
2
=
s
x
3
=
(v
1
+v
2
)t
3
,t
3
=0.4 s
t=t
1
+t
2
+t
3
=
s
(2)线框加速下滑时,由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma
由a=5.0 m/s
2
得θ=53°
(3)线框通过磁场时,线框做匀速直线运动,线框受力平衡
+μmgcosθ=mgsinθ
线框的宽度L=d=0.5x
2
=0.5 m
得B=
T
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图1所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与…”主要考查了你对 【匀变速直线运动规律的应用】,【共点力的平衡】,【牛顿运动定律的应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/348549.html
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