如图所示,轻杆长为3L, 在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球A运动到最高点时,球A对杆恰好无作用力。求: (1)球A在最高点时的角速度大小;(2)球A在最高点时,杆对水平轴的作用力的大小和方向。
(18分)如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式.
(14分)如图所示,水平绷紧的传送带AB长L=6m,始终以恒定速率v1=4m/s运行。初速度大小为v2=6m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带。小物块m=lkg,物块与传送带间动摩擦因数μ=0.4,g取lom/s2。求:(1)小物块能否到达B点,计算分析说明。(2)小物块在传送带上运动时,摩擦力产生的热量为多少?
如图所示,一质量为1kg的小球套在一根固定的足够长的直杆上,小球与杆间的动摩擦因数=0.5,直杆与水平面夹角θ为37°.现小球在竖直向上的拉力F=15N作用下从A点由静止出发沿杆向上运动.g取10m/s2.试求小球的加速度的大小。()
如图所示,在光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B。它们的质量均为2m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,物块A通过一根轻绳跨过光滑的定滑轮与物块D相连,物块D的质量也为2m,用手托住物块D,使轻绳拉直但没有作用力。从静止释放物块D,当物块D达到最大速度时,物块B恰好离开挡板C。求:(1)斜面的倾角θ;(2)物块D的最大速度vm;(3)在其他条件不变的情况下,将物块D的质量改为,若物块D的最大速度为,求物块D从开始运动到达到最大速度的过程中弹簧的弹性势能的变化量。
如图所示,在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板,其左端放有一质量为m的重物(可视为质点),重物与长木板之间的动摩擦因数为。开始时,长木板和重物都静止,现在给重物一初速度v0,已知长木板撞到前方固定的障碍物时,长木板和重物的速度恰好相等,长木板与障碍物发生碰撞时不损失机械能,重物始终不从长木板上掉下来。(1)求长木板与前方固定的障碍物相撞时的速度的大小;(2)求长木板撞到前方固定的障碍物前运动的位移大小;(3)求重物最终在长木板上相对滑动的距离大小。