有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一种特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果,实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性。
举例如下:如图所示。质量M为倾角为θ的滑块A放于水平地面上,把质量为m的滑块B放在A的斜面上。忽略一切摩擦,有人求得B相对地面的加速度:
a =
, 式中g为重力加速度。
对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题.他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”。但是,其中有一项是错误的。请你指出该项
A.当 =0 时,该解给出a =0,这符合常识,说明该解可能是对的 |
B.当 =90 时,该解给出a ="g," 这符合实验结论,说明该解可能是对的 |
C.当M>>m时,该解给出a =gsin , 这符合预期的结果,说明该解可能是对的 |
D.当m>>M时,该解给出a = , 这符合预期的结果,说明该解可能是对的 |
如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块,其质量m=0.2kg,与BC间的动摩擦因数
0.4。工件质量M=0.8kg,与地面间的动摩擦因数
。(取g=10m/s2)
(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h。
(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物块在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动。
①求F的大小
②当速度v=5m/s时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。
如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内。
(1)求导体棒所达到的恒定速度v2;
(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?
(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?
(4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v-t关系如图B.所示,已知在时刻t导体棋睥瞬时速度大小为vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。
水平放置的光滑矩形金属框架,宽0.2米,长度较长,上面搁一不计电阻的直导线AB,质量m=0.5千克,框架电阻不计,两端各接一电阻R1=1Ω,R2=2Ω,磁场与框架平面垂直,向下B=1特,现用恒力F=0.3牛,水平拉AB导体,当到达某一位置时,R2的消耗功率为0.5瓦,,问:
(1) 此时R1的消耗功率为多大?
(2) 此时导体AB的瞬时加速度多大?
(3) 此时拉力F的功率为多大?
水平放置的金属框架abcd,宽度为0.5m,匀强磁场与框架平面成30°角,如图所示,磁感应强度为0.5T,框架电阻不计,金属杆MN置于框架上可以无摩擦地滑动,MN的质量0.05kg,电阻0.2Ω,试求当MN的水平速度为多大时,它对框架的压力恰为零,此时水平拉力应为多大?
登月飞行器关闭发动机后在离月球表面112km的空中沿圆形轨道绕月球飞行,周期是120.5min,已知月球半径是1740km,根据这些数据计算月球的平均密度(G=6.67×10-11N·m2·kg-2)。