如图所示,在E=103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=0.4m,一带正电q=10-4C的小滑块质量m=0.01kg,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N 点右侧1.5m处,要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动?取g=10m/s2,
如图所示,电阻忽略不计的、两根两平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,都能匀速穿过磁场区域,且当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场.设重力加速度为g=10m/s2,不计a、b棒之间的相互作用。导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好。求:在整个过程中,a、b两棒分别克服安培力所做的功;导体棒a从图中M处到进入磁场的时间; M点和N点距L1的高度。
如图(a)所示,间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度恒为B不变;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图(b)所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前,cd棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m、电阻为R,ab棒的质量、阻值均未知,区域Ⅱ沿斜面的长度为l,在t=tx时刻(tx未知)ab棒恰好进入区域Ⅱ,重力加速度为g。求:区域I内磁场的方向;通过cd棒中的电流大小和方向; ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离; ab棒开始下滑至EF的过程中,回路中产生总的热量。(结果用B、l、θ、m、R、g表示)
为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数(g取10m/s2,0,)求:小物块的抛出点和A点的高度差;为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件。要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件.
有一种能获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施。先用电梯把载有乘客的座舱送到大约二十几层楼高的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置时,制动系统开始启动,座舱匀减速运动至快到地面时刚好停下。座舱的v-t图象如图所示。座舱加速下降过程中的加速度大小是多少?舱减速下降过程中的加速度大小是多少?某人手托着重力为50 N的铅球进行这个游戏,当座舱下落至第4 s末的时刻,手对铅球托力大小是多少?
质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示。g取10m/s2,求:物体与水平面间的运动摩擦系数μ;平推力的大小;内物体运动位移的大小。