在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了研究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求:⑴运动员竖直向下拉绳的力;⑵运动员对吊椅的压力.
如图甲所示,在坐标系x轴上P点到O点之间存在竖直方向如图乙所示的交变电场,规定竖直向上为正方向,其中T已知,E0未知,在y轴右边存在一半径为R的圆形匀强磁场区域,圆心在(R,0)处,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q>0),质量为m的粒子在t=0时从M点沿平行于x轴正方向射入电场区域,然后从y轴上的N点沿平行于x轴正方向射出电场区域。M点与N点距的x轴距离均为,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,不计粒子重力,求:(1)粒子射入电场时的速度大小;(2)O、P两点间的距离应满足的条件;(3)电场强度E0应满足的条件。
如图甲所示,固定在水平地面上的光滑圆弧轨道AB,圆弧所对圆心角∠AOB=37°,半径R=1m,圆弧轨道右侧紧贴粗糙水平木板BD,C为BD的中点,木板与圆弧轨道底端恰好等高,已知木板的长度L=0.8m,质量M=2kg,与地面间的动摩擦因数μ=0.2。现将木板固定,将一质量m=1kg,可视为质点的物块从A端由静止释放,恰好能运动到D点。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)物体运动到B点时对圆弧轨道的压力大小。(2)为使物体恰好运动到C点相对木板静止,可以在物块运动到B点时对木板施加一个水平向右的拉力F,F应该多大。(3)为使物块运动到C点时速度为零,也可以将BD部分以B为轴逆时针转动一锐角,应为多大(假设物块经B点时没有能量损失)。
足够长的平行金属导轨MN、PQ放置在水平面上,处在磁感应强度B =1.00T的竖直方向匀强磁场,导轨M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,质量为m=0.5kg的金属棒ab与MP紧贴在导轨上,处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω,如图所示。现在水平恒定拉力F作用下金属棒ab由静止开始向右运动,其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒间的动摩擦因数为0.3,导轨电阻不计。g=10m/s2。求:
(1)在4.0s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量q;(2)水平恒定拉力F;(3)在7.0s时间内,整个回路产生的电热Q。
如图所示,在xoy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与负x轴成45°角.在x<0且OM的左侧空间存在着负x方向的匀强电场E,场强大小为0.32N/C; 在y<0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.1T.一不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度进入磁场,最终离开电磁场区域.已知微粒的电荷量q=5×10-18C,质量m=1×10-24kg,求:(1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标;(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;(3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标.
如图所示,一个厚度不计的圆环A,紧套在长度为L的圆柱体B的上端,A、B两者的质量均为m.A与B之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,其大小为kmg(k>1).A,B一起由离地H高处由静止开始落下,触地后能竖直向上弹起,触地时间极短,且无动能损失.A环运动过程中未落地.(l)B与地第一次碰撞后,B上升的最大高度是多少?(2)B与地第一次碰撞后,当A与B刚相对静止时,B下端离地面的高度是多少?(3)要使A、B不分离,L至少应为多少?