所示,一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好的电接触。当金属棒以恒定速度向右移动,经过环心O时,求:(1)棒上电流的大小和方向,以及棒两端的电压UMN。(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率。
如图所示,在水平桌面上放有长木板C,C上右端是固定挡板P,在C上左端和中点处各放有小物块A和B,A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计,A、B之间和B、P之间的距离都为L.设木板C和桌面之间无摩擦,A、C和B、C之间的动摩擦因数都为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小,A、B、C(连同挡板P)的质量都为m,开始时,B和C静止,A以某一初速度v0向右运动.求:(1)A和B发生碰撞前,B受到的摩擦力大小;(2)A和B能够发生碰撞时,A的初速度v0应满足的条件;(3)B和P能够发生碰撞时,A的初速度v0应满足的条件(已知A、B碰撞前后交换速度).
弹簧在不受作用力时所具有的长度称为自然长度,记为l0;弹簧受到拉力作用后会伸长,受到压力作用后会缩短,如果受力作用时的长度称为实际长度,记为l;而l与l0之差的绝对值称为形变量,记为x;x=|l-l0|.有一弹簧振子如图所示,放在光滑的水平面上,弹簧处于自然长度时M静止在O位置,一质量为m=20g的子弹,以一定的初速度射入质量为M=1980g的物块中,并留在其中一起压缩弹簧.振子在振动的整个过程中,弹簧的弹性势能随弹簧的形变量变化的关系如图所示.则(1)根据图线可以看出,M被子弹击中后将在O点附近哪一区间运动?(2)子弹的初速度为多大?(3)当M运动到O点左边离O点2cm的A点处时,速度u多大?(4)现若水平面粗糙,上述子弹击中M后同样从O点运动到A点时,振子的速度变为3m/s,则M从开始运动到运动到A点的过程中,地面的摩擦力对M做了多少功?弹簧的弹力对M做了多少功?
如图所示,在平静的水面上漂浮着一块质量为M=150g的带有支架的木板,木板左边的支架上静静地蹲着两只质量各为m=50g的青蛙,支架高h=20cm,支架右方的水平木板长s=120cm.突然,其中有一只青蛙先向右水平地跳出,恰好进入水中,紧接其后,另一只也向右水平地跳出,也恰好进入水中.试计算:(水的阻力忽略不计,取g=10m/s2,结果保留两位有效数字.)(1)第一只青蛙为了能直接跳入水中,它相对地的跳出初速度v1至少是多大?(2)第二只青蛙为了能直接跳入水中,它相对地的跳出初速度v2至少又是多大?(3)在上述过程中,哪一只青蛙消耗的体能大一些?请简述理由.
如图所示,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角α=37°,A、B是两个质量均为 m=1㎏的小滑块(可视为质点),C为左端附有胶泥的质量不计的薄板,D为两端分别连接B和C的轻质弹簧.薄板、弹簧和滑块B均处于静止状态.当滑块A置于斜面上且受到大小F=4N,方向垂直斜面向下的恒力作用时,恰能向下匀速运动.现撤去F,让滑块A从斜面上距斜面底端L=1m处由静止下滑,若取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求滑块A到达斜面底端时的速度大小v1;(2)滑块A与C接触后粘连在一起(不计此过程中的机械能损失),求此后两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep.
如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=1.0m的水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O/点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg的小物块紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.整个装置处于静止状态,现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A,g取10m/s2.求:(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;(2)小物块第二次经过O/点时的速度大小;(3)最终小物块与车相对静止时距O/点的距离.