质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为g,求:(1)线框通过磁场时的运动速度;(2)开始释放时,MN与bb′之间的距离;(3)线框在通过磁场的过程中所生的热。
如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场,粒子重力不计.求:(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间?(3)若带电粒子的速度是(2)中的倍,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围?
一弹簧一端固定在倾角为370光滑斜面的底端,另一端拴住的质量m1=4kg的物块P,Q为一重物,已知Q的质量m2=8kg,弹簧的质量不计,劲度系数k=600N/m,系统处于静止,如右图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始斜向上做匀加速运动,已知在前0.2s时间内,F为变力,0.2s以后,F为恒力。求力F的最大值与最小值。(g=10m/s2)
(8分)一玩具火车A的制动性能经如下测定:当它以0.2 m/s 的速度在水平平直轨道上行驶时,在制动后需要40 s才能停下.现这列玩具火车正以0.2 m/s的速度在水平轨道上行驶,在其侧前方相距75 cm处有另一玩具火车B正以0.06 m/s 的速度在一旁的平行轨道上同向行驶.现对玩具火车A采取制动措施,问:两车是否会发生会车?会车几次?会车发生在什么时刻?
(8分)如图所示,矩形斜面水平边的长度为0.6m,倾斜边的长度为0.8m,斜面倾角为370,一与斜面动摩擦因数为μ=0.6的小物体重25N,在与斜面平行的力F的作用下,沿对角线AC匀速下滑,求推力F.
(6分)如图所示,一根直棒长度为5m,用手提着其上端,在其下端的正下方10m处有一长度为5m的、内径比直棒大得多的空心竖直管子,放开后让直棒做自由落体运动(不计空气阻力,重力加速度取g=10m∕s2)。求:(1)直棒下端下落至空心管上端时所用的时间;(2)直棒通过该空心管所用的时间。