1、计算题专练(三)1.如图1所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心，R为半径的一小段圆弧，可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍.两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动.B到d点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的，A与ab段的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：图1(1)物块B在d点的速度大小；(2)物块A、B在b点刚分离时，物块B的速度大小；(3)物块A滑行的最大距离s.答案(1)(2)(3)解析(1)物块B在d点时，重力和支持力的合力提供向心力，则：mBgFN又因为：FNm
2、Bg联立式得物块B在d点时的速度v.(2)物块B从b到d过程，只有重力做功，机械能守恒有：mBvmBgRmBv2解得vB(3)物块A和B分离过程中由动量守恒定律得mAvAmBvB0物块A和B分离后，物块A做匀减速直线运动，由动能定理得mAgsmAv联立式，得物块A滑行的距离s.2.如图2所示，间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成：倾斜部分与水平部分平滑相连，倾角为，在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直导轨平面向下、磁感应强度大小也为B的匀强
3、磁场.闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止释放，已知金属杆运动到水平导轨前，已达到最大速度，不计导轨电阻且金属杆始终与导轨接触良好，重力加速度为g.求：图2(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm；(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动，速度未达到最大速度vm前，当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中，通过定值电阻的电荷量为q，求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q；(3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离xm.答案(1)(2)(3)解析(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的速度最大时，其受到的合力为零，对其受力分析，可得：mgsin BIL0根据欧姆定律可得：I解得：vm(2)设在这段时间内，金属杆运动的位移为x，由电流的定义可得：qt根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得：解得：x设电流为I0时金属杆的速度为v0，根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律，可得：I0此过程中，电路产生的总焦耳热为Q总，由功能关系可得：mgxsin Q总mv定值电阻产生的焦耳热QQ总解得：Q(3)由牛顿第二定律得：BILma由法拉第电磁感应定律、欧姆定律可得：I可得：vmvtmv，即xmmvm得：xm
