(2008•揭阳二模)如图所示,一根竖直杆穿过一个质量M=2.0kg的带孔的物块A,另一正方形金属线框B的质量m=2.7

(2008•揭阳二模)如图所示,一根竖直杆穿过一个质量M=2.0kg的带孔的物块A,另一正方形金属线框B的质量m=2.7kg、边长a=0.16m.杆的右侧距杆L=2.0m处固定有一定滑轮,一柔软绝缘的细绳跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连接.开始时滑轮左侧的绳子处在水平方向上,让A、B同时由静止释放,B向上运动h=0.5m便进入长度b=0.16m的指向纸内的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,经过磁场过程线框做匀速运动;而后A沿竖直杆下滑.不计一切摩擦和空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,
2
≈1.41.
(1)求线框B上边刚进入磁场时的速度;
(2)问线框B经过磁场过程中物块A向下做什么运动?
(3)求线框B经过匀强磁场时获得的内能.
renjie111 1年前 已收到1个回答 举报

鲍相民 幼苗

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(1)设B上升了h时绳子与水平方向的夹角为θ
cosθ=
L
L+h=0.8…①
此时A、B的速度大小关系为vA=
v B
sinθ…②
A下降的高度为H1=Ltgθ=1.5m…③
A下降B上升过程中,A、B组成系统机械能守恒:MgH1=mgh+
1
2MvA2+
1
2mvB2…④
将①②③代入④可得线框B上边刚进入磁场时的 速度vB≈2.0m/s.
(2)根据vA=
v B
sinθ,当线框B匀速通过磁场的过程中,随着θ的增大,物块A做变减速运动.
(3)当线框B下边刚离开磁场时,设绳子与水平方向的夹角为θ′,
cosθ′=
L
L+h+a+b≈
1

2…⑤
此时A、B的速度大小关系为vA′=
v B
sinθ′=2
2m/s…⑥
设从B开始上升起,A下降高度为H2,则H2=Ltgθ′=2.0m…⑦
设线框B经过匀强磁场时获得的内能Q,整个过程中,A、B组成的系统能量守恒,有:
MgH2=mg(h+a+b)+
1
2MvA2+
1
2mvB2+Q…⑧
联立⑤⑥⑦⑧并代入vB≈2.0m/s的值,可求得:Q=4.46J
答:(1)线框B上边刚进入磁场时的速度为2.0m/s.
(2)线框B经过磁场过程中物块A向下做变减速运动.
(3)线框B经过匀强磁场时获得的内能为4.46J.

1年前

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