Question

如圖甲所示，兩個(gè)足夠長且電阻不計(jì)的光滑金屬軌道，間距L＝1 m，在左端斜軌道部分高h(yuǎn)＝1.25 m處放置一金屬桿a，斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接，在平直軌道右端放置另一金屬桿b，桿a、b的電阻分別為R_a＝2 Ω、R_b＝4 Ω．在平面軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T，現(xiàn)桿b以初速度v₀＝5 m/s開始向左滑動(dòng)，同時(shí)由靜止釋放桿a．從a下滑到水平軌道時(shí)開始計(jì)時(shí)，a、b桿運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖象如圖乙所示．其中m_a＝2 kg，m_b＝1 kg，g＝10 m/s²，以a的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎�．求�?/P>

(1)當(dāng)桿a在水平軌道上的速度為3 m/s時(shí)，桿b的加速度為多少？

(2)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中桿b上產(chǎn)生的焦耳熱．

(3)桿a在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)桿b向左移動(dòng)的距離．

Answer 1

答案：
解析：

解析：(1)設(shè)a剛進(jìn)入水平軌道時(shí)的速度為Va，此時(shí)b桿速度為Vb，由圖乙知Vb＝4 m/s 　　由機(jī)械能守恒定律：得 　　　　　(1分) 　　進(jìn)入水平軌道，系統(tǒng)動(dòng)量守恒 　　　＝0　　(2分) 　　　　(1分) 　　對(duì)： 　　×方向向右　　(2分) 　　(2)在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中先減速，當(dāng)、桿運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，一道勻速，、系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則 　　　　(2分) 　　解得　　(2分) 　　由能量守恒，整個(gè)回路產(chǎn)生焦耳熱 　　　　(3分) 　　而桿　　(3分) 　　(3)對(duì)b應(yīng)用動(dòng)量定理：　　(2分) 　　　　(2分) 　　得：x＝1.5 m　　(2分)