(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距L=0.3m,导轨的左端M、N用0.2Ω的电阻R连接,导轨电阻不计.导轨上停放着一金属杆,杆的电阻r=0.1,质量m=0.1kg,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T 。现在金属杆上施加一垂直于杆的水平向右外力F,使R上的电压每秒钟均匀地增加0.05V,设导轨足够长。(1)证明金属棒做匀加速运动并求出加速度的大小(2)写出外力F随时间变化的函数式(3)试求从杆开始运动后的2s内通过电阻R的电量.
如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小.(2)求该阴极材料的逸出功.
一光滑圆锥体固定在水平面上,OC⊥AB, ∠AOC=30o,一条不计质量,长为l(l<OA)的细绳一端固定在顶点O,另一端拴一质量为m的物体(看作质点)。物体以速度v绕圆锥体的轴OC在水平面内作匀速圆周运动,如图所示。求:(1)当物体刚好不压圆锥体时线速度v0;(2)当物体线速度时,分别求出绳和圆锥体对物体的作用力;(3)当物体线速度时,分别求出绳和圆锥体对物体的作用力;
如图所示,半径R=0.4m,内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质量均为m=1kg的小球A、B以不同速率进入管内,并通过最高点C后沿水平方向抛出。A通过最高点C时的速度v1=4m/s,,B通过最高点C时的速度大小v2=1m/s,求:(1)A从C点抛出到落地所用的时间;(2)求A、B两球落地点间的距离;(3)A、B通过C点时对管壁的压力各是多大?对上管壁还是下管壁?
如图,为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×104 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动.取g=10 m/s2,不计额外功.求:(1)起重机允许输出的最大功率.(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.
如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好无碰撞的落在临近平台的一倾角为 α = 53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,g = 10m/s2,sin53°= 0.8,cos53°= 0.6,则 (1)小球水平抛出的初速度v0是多少?(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?(3)若斜面顶端高H = 20.8m,则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端