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如圖所示，金屬桿靜置于傾角θ=37°的斜面上，電動滾輪在斜面上方靠近金屬桿上表面。在電動裝置的控制下，逆時針勻速轉動的電動滾輪能以不同的壓力壓在金屬桿上表面。已知電動滾輪邊緣的線速度為5m/s，它壓緊在金屬桿的上表面時，相對于地面的位置固定，其中心到斜面底端的距離L=4m，滾輪與金屬桿間的動摩擦因數μ1=1.05，金屬桿與斜面之間的動摩擦因數μ2=0.25，桿的質量為m=1×103kg， cos37°=0.8，sin37°=0.6，g取10m/s2。

（1）要使金屬桿能向上運動，滾輪對金屬桿的壓力FN必須大于多少？

（2）把金屬桿離開斜面底端的最大距離定義為“發(fā)射距離x”。是否滾輪對金屬桿的壓力FN越大，發(fā)射距離x就越大？簡要地說明理由。

（3）要使發(fā)射距離x=5m，求滾輪對金屬桿的壓力FN。設滾輪與金屬桿接觸的時間內壓力大小不變。

由于v＜5m/s，可見金屬桿在與滾輪接觸的時間內一直做勻加速運動，加速度為

=2m/s2                                                                                   1分

由牛頓第二定律有

μ1FN-mgsinθ+μ2(FN+mgcosθ)=ma1                                                                                   2分

代入數據得到FN=1.25×104N。                                               1分

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.30m．導軌電阻忽略不計，其間連接有定值電阻R=0.40Ω．導軌上靜置一質量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下．用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運動（金屬桿與導軌接觸良好并保持與導軌垂直），電流傳感器（不計傳感器的電阻）可隨時測出通過R的電流并輸入計算機，獲得電流I隨時間t變化的關系如圖（乙）所示．求金屬桿開始運動2.0s時：
（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；
（2）金屬桿的速率；
（3）對圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運動，加速度大小a=0.40m/s2，計算2.0s時外力做功的功率．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示， 足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.30m。導軌電阻忽略不計，其間連接有定值電阻R=0.40Ω。導軌上靜置一質量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運動（金屬桿與導軌接觸良好并保持與導軌垂直），電流傳感器(不計傳感器的電阻)可隨時測出通過R的電流并輸入計算機，獲得電流I隨時間t變化的關系如圖（乙）所示。求金屬桿開始運動2.0s時：
（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；
（2）金屬桿的速率；
（3）對圖像分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運動，加速度大小a=0.40m/s2，計算2.0s時外力做功的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.30m。導軌電阻忽略不計，其間連接有定值電阻R=0.40Ω。導軌上靜置一質量m=0.10kg，電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運動（金屬桿與導軌接觸良好并保持與導軌垂直），電流傳感器（不計傳感器的電阻）可將通過R的電流I即時采集并輸入計算機，獲得電流I隨時間t變化的關系如圖（乙）所示。求金屬桿開始運動2.0s時：

   （1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；

   （2）金屬桿的速率；

   （3）對圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速運動，加速度大小a=0.40m/s2，計算2.0s時外力F做功的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如下圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.30 m。導軌電阻忽略不計，其間連接有定值電阻R=0.40 Ω。導軌上靜置一質量m=0.10 kg、電阻r=0.20 Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0.50 T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運動（金屬桿與導軌接觸良好并保持與導軌垂直），電流傳感器（不計傳感器的電阻）可將通過R的電流I即時采集并輸入計算機，獲得電流I隨時間t變化的關系如圖乙所示。求金屬桿開始運動2.0 s時：

    

甲                                     乙

（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；

（2）金屬桿的速率；

（3）對圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速運動，加速度大小a=0.40 m/s2，計算2.0 s時外力F做功的功率。

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科目：高中物理 來源：2008年北京市海淀區(qū)高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖（甲）所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.30m．導軌電阻忽略不計，其間連接有定值電阻R=0.40Ω．導軌上靜置一質量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下．用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運動（金屬桿與導軌接觸良好并保持與導軌垂直），電流傳感器（不計傳感器的電阻）可隨時測出通過R的電流并輸入計算機，獲得電流I隨時間t變化的關系如圖（乙）所示．求金屬桿開始運動2.0s時：
（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；
（2）金屬桿的速率；
（3）對圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運動，加速度大小a=0.40m/s2，計算2.0s時外力做功的功率．

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