（19分）四川某中學(xué)物理興趣小組同學(xué)開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，對(duì)常在火車(chē)站看到載重列車(chē)啟動(dòng)時(shí)，機(jī)車(chē)首先要倒退的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查，最后得出結(jié)論：因?yàn)闄C(jī)車(chē)和車(chē)廂與鐵軌之間的最大靜摩擦力大于它們之間的動(dòng)摩擦力，若機(jī)車(chē)不倒退直接啟動(dòng)，啟動(dòng)以后機(jī)車(chē)和車(chē)廂與鐵軌之間的摩擦力由靜摩擦力變?yōu)閯?dòng)摩擦力，當(dāng)列車(chē)加速到一定的速度后，列車(chē)的機(jī)車(chē)就必須減少牽引力使列車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，資源不能得到充分的利用，所以載重列車(chē)常常采用先倒退的啟動(dòng)方式啟動(dòng)。現(xiàn)假設(shè)有一列載重列車(chē)，若它不倒退以恒定的牽引力直接啟動(dòng)，機(jī)車(chē)的牽引力能帶動(dòng)49節(jié)車(chē)廂（不含機(jī)車(chē)），那么它利用倒退后用同樣大小的恒定牽引力啟動(dòng)，該機(jī)車(chē)啟動(dòng)59節(jié)同樣質(zhì)量的車(chē)廂以后，恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知機(jī)車(chē)與各節(jié)車(chē)廂的質(zhì)量均為m，機(jī)車(chē)和各節(jié)車(chē)廂與鐵軌之間的動(dòng)摩擦力為，假設(shè)機(jī)車(chē)倒退后，各節(jié)車(chē)廂之間的掛鉤離開(kāi)相同的距離，機(jī)車(chē)加速后，每拉動(dòng)一節(jié)車(chē)廂的瞬間可近似地認(rèn)為滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律的條件。求：

（1）每一節(jié)車(chē)廂與鐵軌之間的最大靜摩擦力？

（2）列車(chē)采用機(jī)車(chē)倒退的方式啟動(dòng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度？（最終結(jié)果可以用根式表示）

 

（1）；（2）。

解析:（19分）

解：（1）設(shè)每節(jié)車(chē)廂所受最大靜摩擦力為fm，機(jī)車(chē)的牽引為為F

直接啟動(dòng)時(shí)，有　　　　              ①（1分）

當(dāng)采用倒退方式啟動(dòng)時(shí)，有　　　　　 ②（1分）

由①、②兩式可得：　　　　　          ③（1分）

（2）設(shè)第一節(jié)車(chē)廂被拉動(dòng)前，機(jī)車(chē)的速度為，被拉動(dòng)后，機(jī)車(chē)的速度為V1′

由動(dòng)能定理有　 　　　　　　    ④（2分）

由動(dòng)量守恒定律有　　　　　　　       ⑤（2分）

由 ④、⑤得　 　　　　　　      ⑥（1分）

設(shè)第二節(jié)車(chē)廂被拉動(dòng)前，機(jī)車(chē)的速度為V2，被拉動(dòng)后，機(jī)車(chē)的速度為V2′，　　

由動(dòng)能定理有　 　⑦（2分）

由動(dòng)量守恒定律有　　　　　　　       ⑧（1分）

由 ⑦、⑧得　 　　　　　　     ⑨（1分）

同理可得　 　　　　　          ⑩（1分）

由數(shù)學(xué)歸納法有　 　　  11（2分）

　 　12（2分）

即列車(chē)采用倒退的方式啟動(dòng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度為

        （2分）

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）放射性物質(zhì)
 
210
84
Po和
 
60
27
Co的核衰變方程為：
 
210
84
Po→
 
206
82
Pb+X1    
 
60
27
Co→
 
60
28
Ni+X2
方程中的X1代表的是
 
，X2代表的是
 
．
（2）如圖1所示，鉛盒內(nèi)裝有能釋放α、β和γ射線(xiàn)的放射性物質(zhì)，在靠近鉛盒的頂部加上電場(chǎng)E或磁場(chǎng)B，在圖1（a）、（b）中分別畫(huà)出射線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖．（在所畫(huà)的軌跡上須標(biāo)明是α、β和γ中的哪種射線(xiàn)）
（3）帶電粒子的荷質(zhì)比
q
m
是一個(gè)重要的物理量．某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，以求得電子的荷質(zhì)比，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．
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①他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．首先在兩極板M1M2之間不加任何電場(chǎng)、磁場(chǎng)，開(kāi)啟陰極射線(xiàn)管電源，發(fā)射的電子從兩極板中央通過(guò)，在熒幕的正中心處觀(guān)察到一個(gè)亮點(diǎn)；
B．在M1M2兩極板間加合適的電場(chǎng)：加極性如圖2所示的電壓，并逐步調(diào)節(jié)增大，使熒幕上的亮點(diǎn)逐漸向熒幕下方偏移，直到熒幕上恰好看不見(jiàn)亮點(diǎn)為止，記下此時(shí)外加電壓為U．請(qǐng)問(wèn)本步驟目的是什么？
C．保持步驟B中的電壓U不變，對(duì)M1M2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)B，使熒幕正中心重現(xiàn)亮點(diǎn)，試問(wèn)外加磁場(chǎng)的方向如何？
②根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，同學(xué)們正確推算處電子的荷質(zhì)比與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其他相關(guān)量的關(guān)系為
q
m
=
U
B2d2
．一位同學(xué)說(shuō)，這表明電子的荷質(zhì)比將由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的荷質(zhì)比越大，你認(rèn)為他的說(shuō)法正確嗎？為什么？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

    （07年廣東卷）  帶電粒子的荷質(zhì)比是一個(gè)重要的物理量。某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，以求得電子的荷質(zhì)比，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

   

      ①他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

      A、首先在兩極板M1M2之間不加任何電場(chǎng)、磁場(chǎng)，開(kāi)啟陰極射線(xiàn)管電源，發(fā)射的電子從兩極板中央通過(guò)，在熒幕的正中心處觀(guān)察到一個(gè)亮點(diǎn)；

      B、在M1M2兩極板間加合適的電場(chǎng)：加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)節(jié)增大，使熒幕上的亮點(diǎn)逐漸向熒幕下方偏移，直到熒幕上恰好看不見(jiàn)亮點(diǎn)為止，記下此時(shí)外加電壓為U。請(qǐng)問(wèn)本步驟目的是什么？

      C、保持步驟B中的電壓U不變，對(duì)M1M2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)B，使熒幕正中心重現(xiàn)亮點(diǎn)，試問(wèn)外加磁場(chǎng)的方向如何？

 ②根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，同學(xué)們正確推算處電子的荷質(zhì)比與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其他相關(guān)量的關(guān)系為。一位同學(xué)說(shuō)，這表明電子的荷質(zhì)比將由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的荷質(zhì)比越大，你認(rèn)為他的說(shuō)法正確嗎？為什么？

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科目：高中物理 來(lái)源：2007年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試（廣東卷）物理試題 題型：實(shí)驗(yàn)題


【小題1】(1)放射性物質(zhì)Pb和Co?的核衰變方程分別為:Po→Pb+X1Co→Ni+X2方程中的X1代表的是        ,X2代表的是         .?
【小題2】(2)如圖所示,鉛盒內(nèi)裝有能釋放、和射線(xiàn)的放射性物質(zhì),在靠近鉛盒的頂部加上電場(chǎng)E或磁場(chǎng)B,在圖(a)、   (b)中分別畫(huà)出射線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.(在所畫(huà)軌跡上須標(biāo)明是、和中的哪種射線(xiàn))?
【小題3】(3)帶電粒子的荷質(zhì)比是一個(gè)重要的物理量.某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,以求得電子的荷質(zhì)比,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.?

①他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:?
A.首先在兩極板M1M2之間不加任何電場(chǎng)、磁場(chǎng),開(kāi)啟陰極射線(xiàn)管電源,發(fā)射的電子束從兩極板中央通過(guò),在熒屏的正中心處觀(guān)察到一個(gè)亮點(diǎn);?
B.在M1M2兩極板間加合適的電場(chǎng):加極性如圖所示的電壓,并逐步調(diào)節(jié)增大,使熒屏上的亮點(diǎn)逐漸向熒屏下方偏移,直到熒屏上恰好看不見(jiàn)亮點(diǎn)為止,記下此時(shí)外加電壓為U.請(qǐng)問(wèn)本步驟的目的是什么??
C.保持步驟B中的電壓U不變,對(duì)M1M2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)B,使熒屏正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn),試問(wèn)外加磁場(chǎng)的方向如何??
②根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟 ,同學(xué)們正確地推算出電子的荷質(zhì)比與外加電場(chǎng)\,磁場(chǎng)及其他相關(guān)量的關(guān)系為.一位同學(xué)說(shuō),這表明電子的荷質(zhì)比大小將由外加電壓決定,外加電壓越大則電子的荷質(zhì)比越大,你認(rèn)為他的說(shuō)法正確嗎?為什么??

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年四川省高三高考極限壓軸理科綜合物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（19分）四川某中學(xué)物理興趣小組同學(xué)開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，對(duì)常在火車(chē)站看到載重列車(chē)啟動(dòng)時(shí)，機(jī)車(chē)首先要倒退的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查，最后得出結(jié)論：因?yàn)闄C(jī)車(chē)和車(chē)廂與鐵軌之間的最大靜摩擦力大于它們之間的動(dòng)摩擦力，若機(jī)車(chē)不倒退直接啟動(dòng)，啟動(dòng)以后機(jī)車(chē)和車(chē)廂與鐵軌之間的摩擦力由靜摩擦力變?yōu)閯?dòng)摩擦力，當(dāng)列車(chē)加速到一定的速度后，列車(chē)的機(jī)車(chē)就必須減少牽引力使列車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，資源不能得到充分的利用，所以載重列車(chē)常常采用先倒退的啟動(dòng)方式啟動(dòng)�，F(xiàn)假設(shè)有一列載重列車(chē)，若它不倒退以恒定的牽引力直接啟動(dòng)，機(jī)車(chē)的牽引力能帶動(dòng)49節(jié)車(chē)廂（不含機(jī)車(chē)），那么它利用倒退后用同樣大小的恒定牽引力啟動(dòng)，該機(jī)車(chē)啟動(dòng)59節(jié)同樣質(zhì)量的車(chē)廂以后，恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知機(jī)車(chē)與各節(jié)車(chē)廂的質(zhì)量均為m，機(jī)車(chē)和各節(jié)車(chē)廂與鐵軌之間的動(dòng)摩擦力為，假設(shè)機(jī)車(chē)倒退后，各節(jié)車(chē)廂之間的掛鉤離開(kāi)相同的距離，機(jī)車(chē)加速后，每拉動(dòng)一節(jié)車(chē)廂的瞬間可近似地認(rèn)為滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律的條件。求：

（1）每一節(jié)車(chē)廂與鐵軌之間的最大靜摩擦力？

（2）列車(chē)采用機(jī)車(chē)倒退的方式啟動(dòng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度？（最終結(jié)果可以用根式表示）

 

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