质量不计的细弹簧的劲度系数k=100N/m,原长L=20cm,弹簧一端固定一质量m=0.75kg的小球,以另一端为圆心,使小球在光滑水平面内做线速度V=2m/s的匀速圆周运动,运动时弹簧与水平面平行,并且形变没有超过弹性线度,求:(1)小球做圆周运动的角速度ω为多少? (2)小球所受弹簧的拉力F为多大?
如图所示,空间存在宽度为d的竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E,现将一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从O点以初速度vo垂直于电场方向射入电场,最终从电场右边界穿出.粒子重力不计,求:(1)粒子在电场中运动的时间;(2)粒子在垂直方向的偏转距离.
如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.(g=10m/s2)(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热.
如图,倾角为θ的斜面固定在水平地面上(斜面底端与水平地面平滑连接),A点位于斜面底端,AB段斜面光滑,长度为s,BC段足够长,物体与BC段斜面、地面间的动摩擦因数均为μ.质量为m的物体在水平外力F的作用下,从A点由静止开始沿斜面向上运动,当运动到B点时撤去力F.求:(1)物体上滑到B点时的速度vB;(2)物体最后停止时距离A点的距离.
如图所示,在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上,一个质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能Ep.现打开锁扣K,物块与弹簧分离后将以一定的水平速度v1向右滑离平台,并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC.已知B点距水平地面的高h2=0.6m,圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高,C点的切线水平,并与水平地面上长为L=2.8m的粗糙直轨道CD平滑连接,小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞,重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计.试求:(1)小物块由A到B的运动时间;(2)压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep.
如图,在柱形容器中密闭有一定质量气体,一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B两部分,离气缸底部高为49cm处开有一小孔,与U形水银管相连,容器顶端有一阀门K.先将阀门打开与大气相通,外界大气压等于p0=75cmHg,室温t0=27°C,稳定后U形管两边水银面的高度差为△h=25cm,此时活塞离容器底部为L=50cm.闭合阀门,使容器内温度降至﹣57°C,发现U形管左管水银面比右管水银面高25cm.求:(1)此时活塞离容器底部高度L′;(2)整个柱形容器的高度H.