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（12分）電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長s＝1.15 m，兩導(dǎo)軌間距L＝0.75 m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R＝1.5 Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向上，如圖12所示．阻值r＝0.5 Ω，質(zhì)量m＝0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q₁＝0.1 J．(取g＝10 m/s²)求：
(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W_安；
(2)金屬棒下滑速度v＝2 m/s時(shí)的加速度a；
(3)為求金屬棒下滑的最大速度v_m，有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理，W_G－W_安＝ ，….由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答．

(1)在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A開始做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖甲所示．

質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的周期是________s；t＝8 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)沿y軸的________方向(填“正”或“負(fù)”)；質(zhì)點(diǎn)B在波的傳播方向上與A相距16 m．已知波的傳播速度為2 m/s，在t＝9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移是________ cm.

(2)圖乙是北京奧運(yùn)會期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，相機(jī)的鏡頭豎直向上．照片中，水立方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑r＝11 cm的圓形范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長度l＝10 cm.若已知水的折射率n＝，請根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【解析】：(1)由圖知T＝4 s，因位移圖線的斜率表示速度，且在t＝8 s＝2T時(shí)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)與t＝0時(shí)相同，則由圖可知t＝0時(shí)圖線斜率為正，速度沿y軸正向．在t＝9 s時(shí)由圖線知質(zhì)點(diǎn)A處于正向最大位移處．再由Δt＝＝8 s＝2T知B的振動(dòng)狀態(tài)與質(zhì)點(diǎn)A相差兩個(gè)周期，所以同一時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移相同，即也為10 cm.

圖10

(2)設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為R，運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長為L

由折射定律nsinα＝sin90°

幾何關(guān)系sinα＝，＝

得h＝·r

取L＝2.2 m，解得h＝2.1 m(1.6～2.6 m都算對)

(1)在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A開始做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖甲所示．

質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的周期是________s；t＝8 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)沿y軸的________方向(填“正”或“負(fù)”)；質(zhì)點(diǎn)B在波的傳播方向上與A相距16 m．已知波的傳播速度為2 m/s，在t＝9 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移是________ cm.

(2)圖乙是北京奧運(yùn)會期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，相機(jī)的鏡頭豎直向上．照片中，水立方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑r＝11 cm的圓形范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長度l＝10 cm.若已知水的折射率n＝，請根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【解析】：(1)由圖知T＝4s，因位移圖線的斜率表示速度，且在t＝8 s＝2T時(shí)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)與t＝0時(shí)相同，則由圖可知t＝0時(shí)圖線斜率為正，速度沿y軸正向．在t＝9 s時(shí)由圖線知質(zhì)點(diǎn)A處于正向最大位移處．再由Δt＝＝8s＝2T知B的振動(dòng)狀態(tài)與質(zhì)點(diǎn)A相差兩個(gè)周期，所以同一時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移相同，即也為10 cm.

圖10

(2)設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為R，運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長為L

由折射定律nsinα＝sin90°

幾何關(guān)系sinα＝，＝

得h＝·r

取L＝2.2 m，解得h＝2.1 m(1.6～2.6 m都算對)