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1、简答题 如图所示为倾角θ=37°的货物传送装置,长度为4.0m的传送带AB顺时针转动,传速为v=2.0m/s;现将一可视为质点的物块无初速度地放在A点,经B点平滑进入水平面,在拐点处无能量损失,且物块没有脱离接触面,最后恰好运动至C点,已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ1=
,物块与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.5,取g=10m/s2,求:
(1)物块运动至B点时的速度;
(2)BC的长度;
(3)物块从A运动至C所经历的时间.

参考答案:(1)设物块在传送带上的加速度为a,由牛顿第二定律得:
μ1mgcosθ-mgsinθ=ma
代入数据解得:a=1m/s2,
根据v=at1代入数据得:t1=2s,
L=12at12=2m<4m,知物块之后匀速运动到B点,所以到达B点的速度为2.0m/s.
(2)物块在水平面上的加速度为:a′=μ2g=5m/s2,
物体过B后做匀减速运动,则有:sBC=v22μ2g=42×0.5×10=0.4m.
(3)物块在传送带上匀速运动的时间为:t2=sAB-Lv=1s;
物块在水平面上运动的时间为为t3,有:v=μ2gt3,
代入数据解得:t3=0.4s.
所以物块从A运动到C所经历的时间为:t=t1+t2+t3=2+1+0.4=3.4s.
答:(1)物块运动至B点时的速度为2.0m/s;
(2)BC的长度为0.4m;
(3)物块从A运动至C所经历的时间为3.4s.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放.M、N为轨道的最低点,则下列说法中正确的是(?)

A.两个小球到达轨道最低点的速度vM<vN
B.两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM>FN
C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处,在电场中小球不能到达轨道另一端最高处
参考答案:BD
本题解析:在匀强磁场中由于洛伦兹力不做功则下落的物体机械能守恒,
,解得
,在匀强电场中下落的物体由动能定理,
,解得
,知两个小球到达轨道最低点的速度vM>vN,故A选项错误;.两个小球第一次经过轨道最低点时轨道对小球为的支持力,由牛顿第二定律
,即
,因为速度vM>vN,得出FM>FN,故B选项正确;由于两球在电场和磁场的受力不同,故小球第一次到达M点的时间可能大于小球第一次到达N点的时间 ,C选项错误;由于洛伦兹力不做功,由动能定理知,在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处,而在电场中由于小球受到的电场力做负功,所以由动能定理知在电场中小球不能到达轨道另一端最高处,D选项正确。
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,在拉力F作用下,质量分别为m1、m2的A、B共同以加速度a光滑水平面上做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度为a1和a2,则(?)

A.a1=0,a2=0?
B.a1=a,a2=0
C.a1=a,a2=-
a?
D.a1=
a,a2=
a
参考答案:C
本题解析:撤去F前,对A有:
,对B有
,撤去F后的瞬间由于弹簧还没有来得及改变,所以对A仍有
,所以a1=a,对B,受到向后的拉力,
,所以
,所以C正确,
点评:本题的关键是弄清楚撤去F的瞬间,AB受到的力的变化
本题难度:一般
4、简答题 如图1所示,竖直放置的截面积为S、匝数为N、电阻为R的线圈两端分别与两根相距为L?的倾斜光滑平行金属导轨相连.导轨足够长,其轨道平面与水平面成a角,线圈所在空间存在着方向平行于线圈轴线竖直向下的均匀磁场B1,磁感应强度Bl随时间t的变化关系如图2所示,导轨所在空间存在垂直于轨道平面的匀强磁场B2.设在t=0到t=0.2s的时间内,垂直两根导轨放置的质量为m的金属杆静止在导轨上,t=0.2s后,由于B1保持不变,金属杆由静止开始沿导轨下滑,经过足够长的时间后,金属杆的速度会达到一个最大速度vm.已知:S=0.00l?m2,N=l00匝,R=0.05Ω,a=300,L=0.1m,B2=0.2T,g取l0m/s2.(除线圈电阻外,其余电阻均不计,且不考虑由于线圈中电流变化而产生的自感电动势对电路的影响).
(1)求金属杆的质量m并判断磁场B2的方向;
(2)求金属杆在导轨上运动的最大速度vm;
(3)若金属杆达到最大速度时恰好进入轨道的粗糙部分,轨道对杆的滑动摩擦力等于杆所受重力的一半,求棒运动到最大速度后继续沿轨道滑动的最大距离Xm及此过程中回路中产生的焦耳热Q.
参考答案:(1)在t=0到t=0.2s的时间内,金属杆静止在导轨上
? ?线圈产生的感应电动势? E=N△Φ△t=N△B1S△t
?闭合电路中的电流? I=ER
? ?金属杆所受到的安培力? F=B2IL
? 对金属杆,由平衡条件得 mgsinα=F
?由上述程式解得? m=4×10-3kg
? ? 磁场B2的方向垂直导轨向下.
(2)在t=0.2s后,由于B1保持不变,金属杆由静止沿斜面下滑,
根据题意,当金属杆达到最大速度时,杆中电流和(1)问中电流相等.
?B22L2vmR=mgsinα
? ?得到vm=2.5m/s
(3)金属运动到最大速度后轨道变得粗糙后,金属杆开始减速下滑
? 对金属杆,由牛顿第二定律,得-B22L2vR=-m△v△t
∑(B22L2vR△t)=∑(m△v)
? 得到B22L2xmR=mvm
? 解得xm=1.25m
? 由能量转化和守恒定律得12mv2m+mgxmsinα=12mgxm+Q
?解之得Q=0.0125J
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。运动员从O点自由下落,至B点弹性绳自然伸直,经过合力为零的C点到达最低点D,然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程,下列表述正确的是

[? ]
A.经过B点时,运动员的速率最大
B.经过C点时,运动员的速率最大
C.从C点到D点,运动员的加速度增大
D.从C点到D点,运动员的加速度不变
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:一般