如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求:(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;(2)两杆分别达到的最大速度。
如图甲所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块,B物体用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可忽略不计,细线能承受的最大拉力为8N,A、B间的动摩擦因数=0.4,B与转盘间的动摩擦因素=0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时,细线刚好伸直,力传感器的读数为零,当转盘以不同的角速度匀速转动时,力传感器上就会显示相应的读数F。试通过计算在图乙的坐标系中作出的图象,g取
如下图所示,离地面足够高处有一竖直的空心管,质量为2kg,管长为24m,M、N为空心管的上、下两端,空心管受到大小为16N的竖直向上的拉力作用,由静止开始竖直向下做匀加速运动,同时在M处有一个大小不计的小球沿管的轴线做竖直上抛运动,取g=10m/s2。若小球上抛的初速度为10m/s,试问: (1)经过多少秒小球从管的N端穿出。 (2)若此空心管的N端距离地面高为64m,欲使在空心管到达地面时小球刚好进入管内,在其他条件不变的前提下,则小球初速度大小应为多大?
如下图所示,斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连,斜面倾角为θ=45°,半圆轨道的半径为R,一小球从斜面的顶点A由静止开始下滑,进入半圆轨道,最后落到斜面上,不计一切摩擦。试求: (1)欲使小球能通过半圆轨道最高点C,落到斜面上,斜面AB的长度L至少为多大? (2)在上述最小L的条件下,小球从A点由静止开始运动,最后落到斜面上的落点与半圆轨道直径BC的距离x为多大?
如图所示,底座A上装有L="0.5" m长的直立杆,底座和杆的总质量为M="2.0" kg,底座高度不计,杆上套有质量为m="0.2" kg的小环B,小环与杆之间有大小恒定的摩擦力.当小环从底座上以m/s的初速度向上飞起时,恰好能到达杆顶,然后沿杆下降,取g="10" m/s2,求: (1)在环飞起过程中,底座对水平面的压力; (2)此环下降过程需要多长时间.
如图所示,光滑杆AB长为L,B端固定一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧,质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接.为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ. (1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静止释放,求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量; (2)当球随杆一起绕轴匀速转动时,弹簧伸长量为,求匀速转动时的角速度ω; (3)若θ=30°,移去弹簧,当杆绕轴以角速度匀速转动时,小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动,球受到轻微扰动后沿杆向上滑动,到最高点A时球沿杆方向的速度大小为v0,求小球从开始滑动到离开杆的过程中,杆对球所做的功W.