如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率ΔBΔt=k,k为负的常量。用电阻率为ρ,横截面积为S的硬导线做成一边长为I的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中。求:
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框的作用力的大小随时间的变化率。
消防队员为了缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下,假设一名质量为60 kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面高18 m的高度)抱着竖直的杆以最短时间滑下,已知杆的质量为200 kg,消防队员着地时的速度不能大于6 m/s,手和腿对杆的最大压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度为10 m/s2,假设杆是搁在地面上的,杆在水平方向不能移动。试求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度;(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;(3)消防队员下滑的最短时间。
(1)如图所示,将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的A点,另一端固定在竖直墙上的B点,A和B到O点的距离相等,绳长为OA的两倍.滑轮的大小与质量均可忽略,滑轮下悬挂一质量为m的重物.设摩擦力可忽略,求平衡时绳所受的拉力为多大?(2)如图所示,甲车的质量是2 kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg,以5 m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2)
(12分)某滑板爱好者在离地面h = 1.8m高的平台上滑行,以某一水平初速度离开A点后落在水平地面上的B点,其水平位移S1 = 3m。着地时由于存在能量损失,着地后速度变为v= 4m/s,并以此为初速度沿水平面滑行S2 = 8m后停止。已知人与滑板的总质量m = 70kg,空气阻力忽略不计,取g = 10m/s2。求:(1)人与滑板在水平地面上滑行时受到的平均阻力的大小;(2)人与滑板离开平台时的水平初速度的大小;(3)人与滑板在与水平地面碰撞的过程中损失的机械能。
(9分)质量为5´103 kg的汽车在t=0时刻速度v0=0,随后以P=6´104 W的额定功率沿平直公路前进,设汽车受恒定阻力,其大小为2.5´103N。求: (1)汽车的最大速度vm; (2)汽车速度达到6m/s时其加速度多大?
(8分)如图7所示,一水平放置的半径为r = 0.5m的薄圆盘绕过圆心O点的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m = 1.0kg的小滑块(可看成是质点)。当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,滑块与圆盘间的动摩擦因数μ = 0.2,圆盘所水平面离水平地面的高度h = 2.5m,g取10m/s2.(1)当圆盘的角速度多大时,滑块从圆盘上滑落?(2)若取圆盘所在平面为零势能面,求滑块到达地面时的机械能;