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16. 如图甲所示,两根相距为足够长的光滑平行金属导轨、水平放置,两侧存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反。两根电阻均为的金属棒、放置于两侧的导轨上。初始时将棒锁定,棒用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与物块相连,细绳处于拉紧状态且与导轨平行,棒与物块的质量均为,物块距地面的高度为。现静止释放物块,在物块落地瞬间,棒与细绳分离,同时解除对棒的锁定,并测得整个运动过程棒的速度与时间关系如图乙所示,图中已知。整个运动过程棒未与滑轮相碰,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,物块落地后不反弹,导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力及空气阻力均忽略不计,重力加速度为,求:
(1)物块刚释放瞬间的加速度;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)物块落地的时间;
(4)整个过程回路中产生的焦耳热。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
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(2)碰撞后瞬间A和B整体的速度大小;
(3)碰撞过程中,B对A的冲量。
15.(16分)某仓库采用自动化传送装置运送货物。如图所示,工人借助机器设备推动质量的货物,使其在光滑水平面上获得初速度v,货物从A点滑上长度,倾角,与货物间的动摩擦因数的倾斜传送带,并从传送带最高点B点进入右侧半径为R的光滑圆弧形管道BC,C为圆弧最高点,右侧连接深度的直角漏斗。整个过程中货物可看作质点。水平面和弧面均与传送带平滑连接,不考虑货物通过A点和B点时的能量损失。(,)
(1)若传送带静止,为使货物能运动到B点,v至少要多大?
(2)若货物在水平面上的速度,传送带以的速度顺时针转动,则货物通过传送带过程摩擦力对货物所做的功多大?
(3)经研究发现,当传送带以(2)问中的速度运行时,货物的初速度v在一定范围内变化均能使货物直接落到直角漏斗的底部,求货物运动到C点时对管道的作用力。
高一物理参考答案
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