如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通
◎ 题目
如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图(b)所示),则B的总势能曲线如图(c)中II所示,将B在x=20.0cm处由静止释放,求:(解答时必须写出必要的推断说明。取g=9.8m/s2) (1)B在运动过程中动能最大的位置; (2)运动过程中B的最大速度和最大位移。 (3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线,求导轨的倾角。 (4)若A、B异名磁极相对放置,导轨的倾角不变,在图(c)上画出B的总势能随x的变化曲线。 |
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◎ 答案
解:(1)势能最小处动能最大,由图线II得(在5.9~6.3cm间均视为正确) (2)由图读得释放处势能,此即B的总能量。出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图像得最小势能为0.47J,则 最大动能为(在0.42~0.44J间均视为正确) 最大速度为(在1.29~1.33 m/s间均视为正确) x=20.0 cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此,最大位移(在17.9~18.1cm间均视为正确) (3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系,即 ∴ 由图读出直线斜率 (在间均视为正确) (4)若异名磁极相对放置,A,B间相互作用势能为负值,总势能如图 |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通…”主要考查了你对 【能量转化与守恒定律】 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。- 最新内容
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