如图所示,ABCDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的圆周轨道,CDO是直径为15m的半圆轨道。AB轨道和CDO轨道通过极短的水平轨道(长度忽略不计)平滑连接。半径OA处于水平位置,直径OC处于竖直位置。一个小球P从A点的正上方高H处自由落下,从A点进入竖直平面内的轨道运动(小球经过A点时无机械能损失)。当小球通过CDO轨道最低点C时对轨道的压力等于其重力的倍,取g为10m/s2。(1)试求高度H的大小;(2)求小球沿轨道运动后再次落回轨道上时的速度大小。
如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道。光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略。粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为。从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s。已知小球质量m,不计空气阻力,求: (1)小球从E点水平飞出时的速度大小; (2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力; (3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功。
(14′)如图所示,长12m,质量100kg的小车静止在光滑水平地面上。一质量为50kg的人从小车左端,以4m/s2加速度向右匀加速跑至小车的右端(人的初速度为零)。求:(1)小车的加速度大小; (2)人从开始起跑至到达小车右端所经历的时间; (3)人从开始起跑至到达小车右端对小车所做的功。
(12′)如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内电阻r=1Ω,两个相同的定值电阻R0=9Ω,R1=18Ω,且不随温度而变化。(1)求通过电阻R1中的电流; (2)若在电路中将两个并联电阻R1、R0换成一个灯泡L(7.2W,0.9A),如图所示,该灯泡的伏安特性曲线如图中实线所示。则接入电路后,灯泡的实际功率为多少? 某学生的解法如下:RL=, I=,代入P=I2RL即可求出灯泡的实际功率。 请你判断该同学的解法是否正确?若正确,请解出最终结果;若不正确,请用正确方法求出灯泡的实际功率。
如图所示,空间存在两个匀强磁场,它们分界线是边长为3L的等边三角形APC,D、E、F三点分别在PC、CA、AP边上,AF = PD = CE = L,分界线两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小相同,均为B,分界线外的磁场区域足够大。现有一质量为m、电荷量为q的带正电离子(不计重力),从F点以速度v向三角形内射入。 (1)如果速度v方向与PC边平行,离子第一次到分界线就经过D点,则磁感应强度B的大小是多少? (2)如果改变磁感应强度B的大小和速度v的方向(速度v的方向均在纸平面内),使离子第一次、第二次到达分界线时依次经过D点和E点,求离子周期性运动的周期。 (3)再改变磁感应强度B的大小和速度v的方向(速度v的方向均在纸平面内),能否仍使离子第一次、第二次到达分界线时依次经过D点和E点?为什么?
如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q=37°,导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场,bc = ad = s =" 0.20" m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P1、P2,且P1位于ab与P2的中间位置,两杆电阻均为R,它们与导轨的动摩擦因数m=" 0.30," P1杆离水平轨道的高度h =" 0.60m," 现使杆P2不动,让P1杆静止起滑下,杆进入磁场时恰能做匀速运动,最后P1杆停在AA¢位置。 求: (1)P1杆在水平轨道上滑动的距离x。 (2)P1杆停止后, 再释放P2杆, 为使P2杆进入磁场时也做匀速运动, 事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍? (3)若将磁感应强度B调为原来3倍, 再释放P2, 问P2杆是否有可能与P1杆不碰撞? 为什么?