专题2-力与物体的直线运动专题达标测试讲解课件.ppt

1、一、选择题一、选择题 (每小题每小题5 5分分,共共6060分分)1.(20091.(2009鞍山市第二次质量调查鞍山市第二次质量调查)如图如图2-12-1所示所示,在在 20082008年北京奥运会中年北京奥运会中,牙买加选手牙买加选手 博尔特被公认为世界飞人博尔特被公认为世界飞人,在男子在男子 100 m100 m决赛和男子决赛和男子200 m200 m决赛中分别决赛中分别 以以9.69 s9.69 s和和19.30 s19.30 s的成绩破两项世的成绩破两项世 界纪录界纪录,获得两枚金牌获得两枚金牌.关于他在这关于他在这 两次决赛中的运动情况两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是下列说法

2、正确的是 (）图图2-12-1专题达标测试专题达标测试解析解析 200 m200 m是弯道是弯道,位移小于位移小于200 m,A200 m,A错错;,;,s s为为位移位移,B,B错错,C,C对对;最大速度是不能求解的最大速度是不能求解的,D,D错错.tsv答案答案 C CA.200 mA.200 m决赛中的位移是决赛中的位移是100 m100 m决赛的两倍决赛的两倍B.200 mB.200 m决赛中的平均速度约为决赛中的平均速度约为10.36 m/s10.36 m/sC.100 mC.100 m决赛中的平均速度约为决赛中的平均速度约为10.32 m/s10.32 m/sD.100 mD.10

3、0 m决赛中的最大速度约为决赛中的最大速度约为20.64 m/s20.64 m/s2.2.(20092009龙岩市质检龙岩市质检)如图如图2-22-2甲所示甲所示,固定在水平固定在水平 桌面上的光滑金属框架桌面上的光滑金属框架cdegcdeg处于方向竖直向下的处于方向竖直向下的匀匀 强磁场中强磁场中,金属杆金属杆abab与金属框架接触良好与金属框架接触良好.在两根在两根 导轨的端点导轨的端点d d、e e之间连接一个电阻之间连接一个电阻R R,其他部分电其他部分电 阻忽略不计阻忽略不计.现用一水平向右的外力现用一水平向右的外力F F作用在金属作用在金属 杆杆abab上上,使金属杆由静止开始向右

4、在框架上滑动使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动过程中杆运动过程中杆abab始终垂直于框架始终垂直于框架.图乙是金属杆运图乙是金属杆运 动的动的v vt t图象图象,则下图中可以表示外力则下图中可以表示外力F F随时间随时间t t变变 化关系的图象是化关系的图象是 （）图图2-22-2解析解析 对棒受力分析得对棒受力分析得F F-F F安安=mama,F F安安=,=,由图象由图象知知v v=atat,即即F F-=-=mama,F F=mama+,C+,C正确正确.RlBat22RlBv22tRlBa22答案答案 C C3.3.(20092009山东山东17)17)某物体做直线运动的某物

5、体做直线运动的v vt t图象图象如如 图图2-32-3所示所示,据此判断据此判断(F F表示物体所受合力表示物体所受合力,s s表示表示 物体的位移物体的位移)四个选项中正确的是四个选项中正确的是 （）图图2-32-3解析解析 根据根据v vt t图象图象0 02 s2 s与与6 s6 s8 s8 s两段时间内加速两段时间内加速度相同度相同,合力方向相同合力方向相同;2 s;2 s6 s6 s内加速度方向未变内加速度方向未变,合合力方向不变力方向不变.但但0 02 s2 s内的合力与内的合力与2 s2 s6 s6 s内的合力方向内的合力方向相反相反,因此选项因此选项B B正确正确.0.04

6、s4 s内物体位移不断增大内物体位移不断增大,4 s,4 s末达到最大值末达到最大值,且反向运动且反向运动,8 s,8 s末返回出发点末返回出发点,故故C C、D D错错.答案答案 B B4.4.(20092009安徽省高考仿真题一安徽省高考仿真题一)如图如图2-42-4所示所示,原来原来 静止在光滑水平面上的物体静止在光滑水平面上的物体,在如下图所示的水平在如下图所示的水平 力力F F作用下运动作用下运动,跟该跟该F Ft t图象相对应的图象图象相对应的图象(）图图2-42-4解析解析 由由F F=mama,v v=atat=,=,可知可知A A正确正确.tMF答案答案 A A5.5.(20

7、092009大连市二模大连市二模)甲、乙两个甲、乙两个 质量相同的物体受到竖直向上的质量相同的物体受到竖直向上的 拉力作用从同一高度向上运动拉力作用从同一高度向上运动,它们的运动图象如图它们的运动图象如图2-52-5所示所示,则下列说法正确的是则下列说法正确的是 （）A.A.在在0 0t t1 1时间内甲的加速度越来越大时间内甲的加速度越来越大 B.B.在在t t=t t1 1时刻两物体的高度相同时刻两物体的高度相同 C.C.在在t t=t t1 1时刻甲所受拉力的瞬时功率大于乙所受拉时刻甲所受拉力的瞬时功率大于乙所受拉 力的瞬时功率力的瞬时功率 D.D.在在t t=t t2 2时刻甲所受的拉

8、力大于乙所受的拉力时刻甲所受的拉力大于乙所受的拉力图图2-52-5解析解析 0 0t t1 1时间内曲线的斜率减小时间内曲线的斜率减小,加速度减小加速度减小,A,A错错;t t1 1时刻两物体速度相同时刻两物体速度相同,B,B错错;因为因为t t1 1时刻甲加速运动时刻甲加速运动,拉力拉力F F甲甲 F F乙乙,由由P P=F Fv v知知C C对对;t t2 2时刻两物体都匀速时刻两物体都匀速,F F甲甲=F F乙乙=G G,D,D错错.答案答案 C C6.6.(2009(2009威海市模拟威海市模拟)现在城市的滑现在城市的滑 板运动非常流行板运动非常流行,在水平地面上一在水平地面上一 名滑

9、板运动员双脚站在滑板上以一名滑板运动员双脚站在滑板上以一 定速度向前滑行定速度向前滑行,在横杆前起跳并在横杆前起跳并 越过杆越过杆,从而使人与滑板分别从杆的上下通过从而使人与滑板分别从杆的上下通过,如如图图2-62-6图图2-62-6所示所示.假设人和滑板运动过程中受到的各种阻假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计力忽略不计,运动员能顺利完成该动作运动员能顺利完成该动作,最终仍落在最终仍落在滑板原来的位置上滑板原来的位置上,要使这个表演成功要使这个表演成功,运动员除了运动员除了跳起的高度足够外跳起的高度足够外,在起跳时双脚对滑板作用力的合在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应该力方向应该

10、（）A.A.竖直向下竖直向下B.B.竖直向上竖直向上C.C.向下适当偏后向下适当偏后D.D.向下适当偏前向下适当偏前7.7.(20092009潍安市第四次调研潍安市第四次调研)如图如图 2-72-7所示所示,光滑水平面上放置一斜光滑水平面上放置一斜 面体面体A A,在其粗糙斜面上静止一物块在其粗糙斜面上静止一物块B B.从某时刻开从某时刻开 始始,一个从零逐渐增大的水平向左的力一个从零逐渐增大的水平向左的力F F作用在作用在A A上上,图图2-72-7A A使使A A和和B B一起向左做变加速直线运动一起向左做变加速直线运动.则在则在B B与与A A发生相发生相对运动之前的一段时间内对运动之前

11、的一段时间内 （）A.A.B B对对A A的压力和摩擦力均逐渐增大的压力和摩擦力均逐渐增大B.B.B B对对A A的压力和摩擦力均逐渐减小的压力和摩擦力均逐渐减小C.C.B B对对A A的压力逐渐增大的压力逐渐增大,B B对对A A的摩擦力逐渐减小的摩擦力逐渐减小D.D.B B对对A A的压力逐渐减小的压力逐渐减小,B B对对A A的摩擦力逐渐增大的摩擦力逐渐增大解析解析 对对B B受力分析如下图所示受力分析如下图所示,F Ff fsinsin+F FN Ncoscos=mgmg,F Ff fcoscos-F FN Nsin=sin=mama,由两式知随着由两式知随着a a增增大大,F Ff

12、f增大增大,F FN N必定减小必定减小.D D8.8.(2009(2009潍坊市潍坊市4 4月二模月二模)在如图在如图2-82-8 所示的等量同种负电荷连线的中垂所示的等量同种负电荷连线的中垂 线上有线上有A A、B B、C C三点三点,OAOA=OCOC,从从A A 点无初速度释放一带负电的粒子点无初速度释放一带负电的粒子,则则 （）A.A.粒子将沿粒子将沿ABAB连线做变加速运动连线做变加速运动,且一定有加速度且一定有加速度 a aA A a aB B B.B.粒子将沿粒子将沿ABAB连线做变加速运动连线做变加速运动,且一定有电势且一定有电势 C.C.粒子将由粒子将由A A向向B B方向

13、运动方向运动,且在且在A A点的电势能高于点的电势能高于 在在B B点的电势能点的电势能 D.D.粒子将在粒子将在ACAC间做往复运动间做往复运动图图2-92-9AB解析解析 两等量同种负电荷连线上电场由两等量同种负电荷连线上电场由O O向上是先增向上是先增强后减弱强后减弱,ABAB区域不确定区域不确定,A,A错错;在中垂线上方电场方在中垂线上方电场方向向下向向下,B,B对对;A AB B静场力做正功，电势能减少静场力做正功，电势能减少,C,C对对;粒子将一直向上做变加速直线运动粒子将一直向上做变加速直线运动,D,D错错.答案答案 BCBC9.9.如图如图2-92-9甲所示甲所示,A A和和B

14、 B为两个处于真空中的足够大为两个处于真空中的足够大 的相互平行的金属板的相互平行的金属板,板上各有一个小孔板上各有一个小孔a a和和b b,两两 小孔正对小孔正对,金属板间所加电压金属板间所加电压U UBABA(B B板与板与A A板的电势板的电势 之差之差)随时间按图乙所示的规律作周期性变化随时间按图乙所示的规律作周期性变化,一一 电子于某时刻电子于某时刻t t从小孔从小孔a a飘入两板之间飘入两板之间,飘入时速度飘入时速度 很小很小,可以忽略不计可以忽略不计,不计重力作用不计重力作用,下列判断中正下列判断中正 确的是确的是 （）图图2-92-9A.A.若若t t=T T/2,/2,电子可

15、能再从小孔电子可能再从小孔a a飞出飞出B.B.若若t t=T T/2,/2,电子一定从小孔电子一定从小孔a a飞出飞出C.C.若若t t t t T T/2,/2,电子可能从小孔电子可能从小孔a a飞出飞出解析解析 电子在电子在0 0T T时间内时间内,受到的静场力由受到的静场力由A A指向指向B B,所所以电子向着以电子向着B B板作加速运动板作加速运动,在在T T2 2T T时间内时间内,静场力反静场力反向向,电子向着电子向着B B板作减速运动板作减速运动,速度减至零后速度减至零后,反向加反向加速速,但速度何时减为零但速度何时减为零,取决于电子进入的时刻取决于电子进入的时刻,此题此题可借

16、助于图象分析求解可借助于图象分析求解.若若t t=T T/2,/2,电子运动的电子运动的v vt t图象如下图所示图象如下图所示.由图可分由图可分析得出析得出,电子可能回到电子可能回到a a,但不可能从但不可能从a a飞出飞出;电子可能电子可能从从b b飞出飞出,但不是一定从但不是一定从b b飞出飞出,所以所以A A、B B均错均错.若若t t t t T T/2,/2,则则v vt t图象如下图所示图象如下图所示,由图可知由图可知,电子电子的位移有可能为负的位移有可能为负,所以可能从小孔所以可能从小孔a a飞出飞出,故故D D正确正确.答案答案 CDCD10.10.(20092009陕西师大

17、第五次模拟陕西师大第五次模拟)如图如图2-102-10所示所示,小小 车板面上的物体质量为车板面上的物体质量为m m=8 kg,=8 kg,它它 被一根水平方向上拉伸了的弹簧被一根水平方向上拉伸了的弹簧 拉住而静止在小车上拉住而静止在小车上,这时弹簧的这时弹簧的 弹力为弹力为6 N.6 N.现沿水平向右的方向对小车施以作用现沿水平向右的方向对小车施以作用 力力,使小车由静止开始运动起来使小车由静止开始运动起来,运动中加速度运动中加速度图图2-102-10由零逐由零逐渐增大到渐增大到1 m/s1 m/s2 2,随即以随即以1 m/s1 m/s2 2的加速度做匀加的加速度做匀加速直线运动速直线运动

18、.以下说法中以下说法中,正确的是正确的是 （）A.A.弹簧对物体的作用力一定发生变化弹簧对物体的作用力一定发生变化B.B.物体受到的摩擦力先减小后增大物体受到的摩擦力先减小后增大,先向左后向右先向左后向右C.C.当小车加速度当小车加速度(向右向右)为为0.75 m/s0.75 m/s2 2时时,物体不受摩擦物体不受摩擦 力作用力作用D.D.小车以小车以1 m/s1 m/s2 2的加速度向右做匀加速直线运动时的加速度向右做匀加速直线运动时,物物 体受到的摩擦力为体受到的摩擦力为8 N8 N解析解析 由于物体原来静止时弹力为由于物体原来静止时弹力为6 N,6 N,其最大静摩其最大静摩擦力擦力F F

19、f fm m6 N,6 N,当小车以当小车以1 m/s1 m/s2 2加速度运动时加速度运动时,物体受物体受F F合合=mama=8 N,=8 N,F Ff f静静=2 N,=2 N,物体仍能静止物体仍能静止,A,A错错;由受力分析由受力分析知知B B正确正确;由牛顿第二定律由牛顿第二定律F F=mama=8=80.75 N=6 N,0.75 N=6 N,与弹与弹簧簧弹弹力相等力相等,F Ff f=0,C=0,C对对;F F合合=F F+F Ff f=mama,F Ff f=-=-F F+mama=(-6+8)N=2 N,D=(-6+8)N=2 N,D错错.答案答案 BCBC11.11.(20

20、092009淄博市二检淄博市二检)如图如图2-112-11甲所示甲所示,用一水平用一水平 力力F F拉着一个静止在倾角为拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体的光滑斜面上的物体,逐渐增大逐渐增大F F,物体做变速运动物体做变速运动,其加速度其加速度a a随外力随外力F F变变 化的图象如图乙所示化的图象如图乙所示,若重力加速度若重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2,根根 据图乙中所提供的信息可以计算出据图乙中所提供的信息可以计算出 （）图图2-112-11A.A.物体的质量物体的质量B.B.斜面的倾角斜面的倾角C.C.使物体静止在该斜面上所施加的最小外力使物体静止在该斜面上所施加的最

21、小外力D.D.加速度为加速度为6 m/s6 m/s2 2时物体的速度时物体的速度解析解析 受力分析如右图所示受力分析如右图所示,F Fcoscos-mgmgsinsin=mama,a a=-=-g gsinsin+=+=-g gsinsin+F F.由由-g gsinsin=-6,=-6,sinsin=,B=,B正确正确;=0.4,;=0.4,又又coscos=0.8,=0.8,m m=2kg,A=2kg,A对对;当当a a=0=0时时,F F=mgmgtantan=2=21010 =15 N,C =15 N,C对对,D,D不可以求不可以求.mFcosmcosmcos203026cossinm

22、g4353答案答案 ABCABC12.12.(20092009济南市考前适应训练济南市考前适应训练)如图如图2-122-12甲所甲所 示示,P P1 1、P P2 2两板足够长两板足够长,其间有垂直纸面其间有垂直纸面(方向未方向未 知知)、大小恒定的匀强磁场、大小恒定的匀强磁场.线圈线圈A A的两端与的两端与P P1 1、P P2 2 相连相连,A A中磁场的变化情况如图乙所示中磁场的变化情况如图乙所示.t t=0=0时刻时刻,带带 正电的离子由左方射入正电的离子由左方射入P P1 1和和P P2 2两板间两板间,恰好做匀速恰好做匀速 直线运动直线运动,t t=4 s=4 s时恰好打在某一极板

23、上时恰好打在某一极板上,以向左的方以向左的方 向为向为A A中磁场中磁场B B的正方向的正方向,不计离子的重力不计离子的重力,则则(）图图2-122-12A.0A.01 s1 s内离子做直线运动内离子做直线运动,1,12 s2 s内离子不再做直线运动内离子不再做直线运动B.0B.02 s2 s内离子做直线运动内离子做直线运动,2,24 s4 s内离子不再做直线运动内离子不再做直线运动C.C.P P1 1、P P2 2间的磁场垂直于纸面向里间的磁场垂直于纸面向里D.D.离子打在离子打在P P1 1板上板上解析解析 由于由于0 02 s2 s内直线斜率不变内直线斜率不变,感应电动势不变感应电动势不

24、变,0 02 s2 s内做直线运动内做直线运动,2,24 s4 s内斜率改变内斜率改变,感应电动势的感应电动势的方向与方向与0 02 s2 s内相反内相反,离子做曲线运动离子做曲线运动,B,B对对;由楞次定由楞次定律可知律可知0 02 s2 s内线圈外侧的电流向内线圈外侧的电流向下下,P P1 1板带正电板带正电,静静电电力方向向下力方向向下,洛伦兹力向洛伦兹力向上上,由左手定则知由左手定则知C C正确正确;电场改变方向后电场改变方向后,静静电力方向向上电力方向向上,与洛伦兹力方向与洛伦兹力方向相同相同,D,D正确正确.答案答案 BCDBCD二、解答题二、解答题(第第1313、1515题各题各

25、8 8分分,第第1414、1616题各题各1212分分)13.13.(20092009福州综合练习福州综合练习)如图如图2-132-13 所示所示,游乐场有一斜面长为游乐场有一斜面长为s s1 1的滑的滑 梯梯,与水平面夹角为与水平面夹角为,在滑梯下在滑梯下 端的水平地面上铺设有塑胶垫端的水平地面上铺设有塑胶垫.小孩从滑梯顶端由静止开始下滑小孩从滑梯顶端由静止开始下滑,不计在衔接处速不计在衔接处速 率的变化率的变化,他还可以在塑胶垫上再滑行他还可以在塑胶垫上再滑行s s2 2的距离停的距离停 止止.已知小孩与滑梯表面的动摩擦因数已知小孩与滑梯表面的动摩擦因数1 1,试试 求求:(:(已知重力加

26、速度为已知重力加速度为g g)(1)(1)小孩在斜面上滑行的时间小孩在斜面上滑行的时间.(2)(2)小孩与塑胶垫之间的动摩擦因数小孩与塑胶垫之间的动摩擦因数2 2的值的值.图图2-132-13解析解析 (1)(1)设小孩的质量为设小孩的质量为m m,在滑梯上他受到三个力在滑梯上他受到三个力的作用的作用,根据牛顿第二定律有根据牛顿第二定律有mgmgsinsin-F Ff1f1=mama1 1F Ff1f1=1 1F FN1N1=1 1mgmgcoscos所以所以mgmgsinsin-mgmgcoscos=mama1 1得得a a1 1=g g(sin(sin-1 1coscos)由运动学公式由运

27、动学公式s s1 1=a a1 1t t1 12 2得得t t1 1=(2)(2)由由v v2 2=2=2a a1 1s s1 1得滑到斜面末端速度得滑到斜面末端速度v v=112as112 sa)cos(sin211gs)cos(sin211gs21答案答案 （1）（2）在塑胶垫上滑行时在塑胶垫上滑行时,有有F Ff2f2=2 2F FN2N2=2 2mgmg=mama2 2得得a a2 2=2 2g g由运动学公式由运动学公式0=0=v v2 2-2-2a a2 2s s2 2得得2 2=(sin=(sin-coscos)cos(sin211gs222gsv21ss)cos(sin21ss

28、14.200814.2008年年9 9月月2828日下午五点三十七分日下午五点三十七分,翟志刚、刘伯翟志刚、刘伯 明、景海鹏三位航天英雄在完成了预定的太空行明、景海鹏三位航天英雄在完成了预定的太空行 走、空间科学技术实验等任务后走、空间科学技术实验等任务后,乘坐宇宙飞船返乘坐宇宙飞船返 回舱回舱,顺利返回祖国的怀抱顺利返回祖国的怀抱.返回舱开始从太空向返回舱开始从太空向 地球表面按预定轨道返回地球表面按预定轨道返回,返回舱开始时通过自身返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降制动发动机进行调控减速下降,穿越大气层后穿越大气层后,在距在距地面地面20 km20 km的高度打开降落伞进一步减

29、速下落的高度打开降落伞进一步减速下落,到距到距地面约地面约1 m1 m处反冲发动机点火减速处反冲发动机点火减速,实现软着陆实现软着陆.设返设返回舱竖直降落回舱竖直降落,从打开降落伞的时刻开始计时从打开降落伞的时刻开始计时,返回返回舱运动的舱运动的v vt t图象如图图象如图2-142-14中的中的ADAD曲线所示曲线所示,图中图中ABAB是曲线在是曲线在A A点的切线点的切线,切线交于横轴一点切线交于横轴一点B B,其坐标其坐标为为(5,0),(5,0),CDCD是曲线是曲线ADAD的渐近线的渐近线,假如返回舱总质量为假如返回舱总质量为M M=3000 kg,=3000 kg,g g=10 m

30、/s=10 m/s2 2,求求:图图2-142-14(1)(1)返回舱在这一阶段是怎样运动的返回舱在这一阶段是怎样运动的?(2)(2)在初始时刻在初始时刻v v=150 m/s,=150 m/s,此时它受到的阻力是多大此时它受到的阻力是多大?(3)(3)估算估算50 s50 s内返回舱下落的高度及克服阻力做的功内返回舱下落的高度及克服阻力做的功.(4)(4)试估算返回舱从打开降落伞到着地的总时间试估算返回舱从打开降落伞到着地的总时间(可可不考虑反冲发动机点火后至地面的时间不考虑反冲发动机点火后至地面的时间).).解析解析 (1)(1)从从v vt t图象可知返回舱在这一阶段做的是图象可知返回舱

31、在这一阶段做的是加速度越来越小加速度越来越小(ADAD曲线各点切线的斜率绝对值越来曲线各点切线的斜率绝对值越来越小越小)的减速运动的减速运动.(2)(2)因为因为ABAB是曲线是曲线ADAD在在A A点的切线点的切线,所以其斜率绝对值所以其斜率绝对值大小就是大小就是A A点在这一时刻加速度的大小点在这一时刻加速度的大小,即即a a=m/s=m/s2 2=30 m/s=30 m/s2 2.设降落伞打开初始时刻返回舱所受的阻力为设降落伞打开初始时刻返回舱所受的阻力为F Ff f,根据根据5150牛顿第二定律牛顿第二定律,有有F Ff f-MgMg=MaMa得得F Ff f=M M(g g+a a)

32、=3000)=3000(10+30)N=1.2(10+30)N=1.210105 5 N N(3)(3)从图中估算得出返回舱在从图中估算得出返回舱在50 s50 s内下落了内下落了h h=30=3010105 m=1500 m5 m=1500 m根据动能定理根据动能定理,有有MghMgh-W Wf f=MvMv2 2-MvMv0 02 2所以有所以有W Wf f=MghMgh+MvMv0 02 2-MvMv2 2=(3000=(300010101500+1500+300030001501502 2-3000300010102 2)J)J=7.86=7.8610107 7 J J(4)(4)返回

33、舱最后做匀速运动的时间为返回舱最后做匀速运动的时间为t t=s=1 850 s=s=1 850 s212121212121vhH 10150020000返回舱从打开降落伞到着地需要的总时间约为返回舱从打开降落伞到着地需要的总时间约为t t总总=t t+t t=(50+1 850)s=1 900 s=(50+1 850)s=1 900 s答案答案 (1)(1)加速度减小的减速运动加速度减小的减速运动 (2)1.2(2)1.210105 5 N N(3)1 500 m 7.86(3)1 500 m 7.8610107 7 J (4)1 900 sJ (4)1 900 s15.15.如图如图2-15

34、2-15甲所示甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨光滑且足够长的平行金属导轨 MNMN和和PQPQ固定在同一水平面上固定在同一水平面上,两导轨间距两导轨间距L L=0.2 m,0.2 m,电阻电阻R R=0.4,=0.4,导轨上停放一质量导轨上停放一质量m m=0.1 kg 0.1 kg、电阻、电阻r r=0.1=0.1的金属杆的金属杆,导轨电阻忽略导轨电阻忽略 不计不计,整个装置处在磁感应强度整个装置处在磁感应强度B B=0.5 T=0.5 T的匀强的匀强 磁场中磁场中,磁场的方向竖直向下磁场的方向竖直向下,现用一外力现用一外力F F沿沿 水平方向拉杆水平方向拉杆,使之由静止开始运动使之由静止

35、开始运动,若理想电若理想电压表示数压表示数U U随时间随时间t t的变化关系如图乙所示的变化关系如图乙所示.求求:(1)(1)金属杆在金属杆在5 s5 s末的运动速率末的运动速率.(2)(2)第第4 s4 s末时外力末时外力F F的功率的功率.图图2-152-15解析解析 (1)(1)因为因为U U=所以所以 =即即a a=0.5 m/s=0.5 m/s2 2vBLrRRtUrRBLRtv金属棒作金属棒作0.5 m/s0.5 m/s2 2的匀加速直线运动的匀加速直线运动v v5 5=atat5 5=2.5 m/s=2.5 m/s(2)(2)v v4 4=atat4 4=2 m/s=2 m/s此

36、时此时I I=0.4 A=0.4 AF F安安=BILBIL=0.04 N=0.04 N对金属棒对金属棒F F-F F安安=mamaF F=0.09 N=0.09 N故故P PF F=F Fv v4 4=0.18 W=0.18 WrRBLv4答案答案 (1)2.5 m/s (2)0.18 W16.16.(2009(2009珠海市第二次调研珠海市第二次调研)如图如图2-162-16为磁动力过为磁动力过 山车坡道示意图山车坡道示意图,由两根平行的长直由两根平行的长直 导轨固定成倾角为导轨固定成倾角为=53=53、宽度为、宽度为 l l=1.0m=1.0m的斜面的斜面,垂直于斜面的等宽度垂直于斜面的

37、等宽度 的匀强磁场的匀强磁场B B1 1和和B B2 2,B B1 1=B B2 2=1 T,=1 T,方向相反方向相反,两磁场始两磁场始 终以终以v v0 0=7.25 m/s=7.25 m/s的速度沿斜面向上做匀速运动的速度沿斜面向上做匀速运动.一一 电阻为电阻为R R=0.1=0.1、边长也为、边长也为l l、质量、质量m m=10.0 kg=10.0 kg的正的正 方形线圈方形线圈abcdabcd置于上述磁场中置于上述磁场中(adad、bcbc边与轨道垂边与轨道垂 直直,线圈宽度与每个磁场宽度相等线圈宽度与每个磁场宽度相等),),当两磁场沿斜当两磁场沿斜图图2-162-16面向上运动时

38、线圈也会受到沿斜面向上的磁场力而面向上运动时线圈也会受到沿斜面向上的磁场力而沿斜面运动沿斜面运动.设线圈运动中所受到的阻力恒为设线圈运动中所受到的阻力恒为F Ff f=0.10.1mgmg,且线圈始终处于悬浮状态且线圈始终处于悬浮状态.(sin53.(sin53=0.8,=0.8,g g=10 m/s10 m/s2 2)求求:(1)(1)设设t t=0=0时线圈的速度为零且正在斜面上某处时线圈的速度为零且正在斜面上某处,求此求此时线圈的加速度时线圈的加速度a a0 0(此时运动阻力为零此时运动阻力为零).).(2)(2)求线圈能达到的最大速率求线圈能达到的最大速率v vm m.解析解析 (1)

39、(1)在在t t=0=0时时,线圈内产生的感应电动势为线圈内产生的感应电动势为E E=2=2BLBLv v0 0=14.5V=14.5V线圈中电流大小为线圈中电流大小为I I=1.45=1.4510102 2A A线圈所受安培力线圈所受安培力F F=2=2BILBIL=2.9=2.910102 2N NRE线圈的加速度线圈的加速度a a0 0=21m/s=21m/s2 2(2)(2)当线圈做匀速运动时速率最大当线圈做匀速运动时速率最大,此时线圈内产生此时线圈内产生的感应电动势为的感应电动势为E E=2=2BLBL(v v0 0-v vm m)线圈中电流大小为线圈中电流大小为I I=线圈所受安培力线圈所受安培力F F=2=2BIBIL L=线圈所受合力为线圈所受合力为0,0,有有F F=mgmgsinsin+F Ff f代入数据解得代入数据解得v vm m=5.0 m/s=5.0 m/smmgFsinRBLRE)(2m0vv 答案答案 (1)21 m/s2 (2)5.0 m/sRvv)(4022mLB返回