1、计算题  如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计，其间接有固定电阻R=0.40Ω.导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，并获得U随时间t的关系如图乙所示。求：

（1）金属杆加速度的大小；
（2）第2s末外力的瞬时功率。

参考答案：

本题解析：（1）设金属杆的运动速度为v，则感应电动势E = BLv       （1分）
通过电阻R的电流          （1分）
电阻R两端的电压            （2分）
由图乙可得  U=kt，k=0.10V/s                           （2分）
解得                                     （1分）
金属杆做匀加速运动，加速度          （2分）
（2）在2s末，N          （2分）
设外力大小为F2，由 解得：F2=0.175N      （2分）
而2s末时杆的速度大小为m/s                  （1分）
所以F的瞬时功率 P=F2v2=0.35W                        （2分）
考点：本题考查电磁感应

本题难度：困难

2、计算题  如图所示，质量M=8.0kg、长L=2.0m的薄木板静置在水平地面上，质量m=0.50kg的小滑块（可视为质点）以速度v0=3.0m/s从木板的左端冲上木板。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.20，重力加速度g取10m/s2。

（1）若木板固定，滑块将从木板的右端滑出，求：
a．滑块在木板上滑行的时间t；
b．滑块从木板右端滑出时的速度v。
（2）若水平地面光滑，且木板不固定。在小滑块冲上木板的同时，对木板施加一个水平向右的恒力F，如果要使滑块不从木板上掉下，力F应满足什么条件？（假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）

参考答案：（1）a． b．1m/s（2）

本题解析：（1）a．滑块在木板上做匀减速直线运动，初速度为v0=3.0m/s，位移为L=2.0m。滑块在滑行的过程中受重力、支持力、和摩擦力，其中重力=支持力。根据牛顿第二定律有，滑块加速度的大小
m/s2
设滑块在木板上滑行的时间为t，根据运动学公式有
所以s 或 s（舍）         （3分）
之所以要舍去s，是因为如果木板足够长，当s时，滑块就静止了。
b．m/s            （2分）
（2）①设当F=F1时，滑块恰好运动到木板的右端，然后与木板一起运动。在滑块与木板有相对滑动的这段时间内，滑块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动。设这段时间为t1，滑块与木板共同运动的速度为v1，则有，，
所以s，m/s
所以m/s2
根据牛顿第二定律有
所以N
所以，当N时，滑块不会从木板的右端滑出             （4分）
②当滑块与木板共速后，只要不发生相对滑动，滑块就不会从木板的左端滑出，根据牛顿第二定律：滑块与木板共同运动的加速度，而滑块在静摩擦力的作用下，能达到的最大加速度。因此，滑块不从木板左端滑出需满足的条件是，即N。       （3分）
所以滑块不从木板掉下的条件是。
考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用

本题难度：困难

3、选择题  如图，小球P、Q的质量相等，其间用轻弹簧相连，光滑斜面倾角为θ，系统静止时，弹簧与轻绳均平行与斜面，则在轻绳被突然剪断的瞬间，下列说法正确的是 （   ）

A．两球的加速度大小均为gsinθ
B．Q球的加速度为零
C．P球的加速度大小为2gsinθ
D．P球的加速度大小为gsinθ