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题型:解答题 题类: 难易度:困难

湖南省邵阳市大祥区第二中学2024届高三下学期5月三模物理试题

如图,固定在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道和水平面都是光滑的,圆弧轨道末端C点切线水平,紧靠C点停放一质量可忽略的平板小车,车的水平板面与C点等高,车的最右端停放质量为m2的小物块2。物块2与板间的动摩擦因数为 , 质量为m1的小物块1从图中A点由静止释放,无碰撞地从B点沿切线方向进入圆轨道,已知AB高度差 , 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。

(1)求小物块1进入圆轨道时在B点的向心加速度大小an以及到达C点的速度大小vc

(2)小物块1从C点滑上小车,它与平板小车间的动摩擦因数为 , 若。要使两物块不相碰,平板车长度L至少为多少;

(3)若 , 在小车右侧足够远处有一固定弹性挡板P,它仅与小物块2发生弹性碰撞(挡板不会与车相撞),且碰撞时间极短。平板小车长度为L0(L0足够大,两物块始终未相碰),求最终物块1与2的距离s。

举一反三
如图所示,水平固定一半径为r的金属圆环,存在一半径为2r,磁感应强度为B,方向竖直向上的圆形磁场区域,磁场区域圆与金属圆环为同心圆。一根长为2r,电阻为2R的均匀金属棒ac沿半径放置在金属圆环上(b为ac棒中点),一端固定在过圆心的导电竖直转轴上,并随轴以角速度顺时针匀速转动。其右侧与间距为l,倾角的平行金属导轨相连,垂直倾斜导轨存在磁感应强度为B的磁场(图中未画出),垂直导轨放置着长为l,质量为m,电阻为R的导体棒de。倾斜金属导轨右侧通过光滑圆弧与间距也为l水平绝缘轨道连接,导体棒de通过fg时速度大小不变。fg右侧水平放置“]”形金属框hijk,其三条边长度均为l,质量均为m,电阻均为R。在金属框右侧存在垂直导轨、磁感应强度大小均为B、方向上下交替的匀强磁场,每个区域宽度为 , 磁场区域足够长。已知。所有轨道均光滑,摩擦阻力不计。

(1)闭合开关1,导体棒de恰好静止在导轨上,求金属棒ac的角速度

(2)闭合开关1,导体棒de恰好静止在导轨上,求金属棒ab两端电势差以及ac两端电势差

(3)断开开关1,导体棒de在距水平轨道高为处静止释放,进入水平轨道后与“]”形金属框发生完全非弹性碰撞,求碰撞后jk边在磁场中经过的位移;

(4)磁悬浮列车的驱动系统可通过该装置模拟。碰后的纯电阻闭合金属框dejk(或hijk)可视为列车下端的动力绕组,水平绝缘导轨可视为列车轨道。将金属框置于磁场中,令交替磁场以速度向右匀速平移。现改变金属框平行于导轨的长度l(即hj的长度),若金属框始终完全处于磁场中,为使其获得持续的驱动力,求l与之间应满足的关系。(结果用l和表示)

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