如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=60°,C为轨道最低点,D为轨道最高点.一个质量m=0.50kg的小球(视为质点)从空中A点以v0=4.0m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.重力加速度g取10m/s2.试求:(1)小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h.(2)小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC.(3)小球能否到达轨道最高点D?若能到达,试求对D点的压力FD.若不能到达,试说明理由.
某人站在高楼的平台边缘处,以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一石子.求抛出后,石子经过距抛出点15m处所需的时间.(不计空气阻力,g取10m/s2)
如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:磁感应强度的大小B;电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;流经电流表电流的最大值Im.
据报道,最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如右图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通电流后,炮弹会被磁场力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为υ=2.0×103m/s,求通过导轨的电流I.(忽略摩擦力与重力的影响)
如右图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω,C=30μF.闭合开关S,求稳定后通过R1的电流.然后将开关S断开,求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电量.如果把R2换成一个可变电阻,其阻值可以在0~10Ω范围变化,求开关闭合并且电路稳定时,R2消耗的最大电功率.
如图所示,电荷量为-e,质量为m的电子从A点沿与电场线垂直的方向进入匀强电场,初速度为v0,当它通过电场B点时,速度与场强方向成150°角,不计电子的重力,求A、B两点间的电势差.