(13分) 质量为m=2kg的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N的水平拉力,如图15所示。木块运动t=4s后撤去力F,直到木块停止(g=10m/s2)。求:(1)有拉力作用时木块的加速度为多大?(2)撤去拉力F时木块的速度为多大?(3)撤去拉力F到停止运动过程中木块的加速度为多大?(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?
如图所示,宽度为L的足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的两端连接阻值R的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,一根质量m的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好,导体棒的有效电阻也为R,导体棒与导轨间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.导体棒MN的初始位置与导轨最左端距离为L,导轨的电阻可忽略不计. (1)若用一平行于导轨的恒定拉力F拉动导体棒沿导轨向右运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直,求导体棒最终的速度;(2)若导体棒的初速度为,导体棒向右运动L停止,求此过程导体棒中产生的焦耳热;(3)若磁场随时间均匀变化,磁感应强度(k>0),开始导体棒静止,从t="0" 时刻起,求导体棒经过多长时间开始运动以及运动的方向.
如图所示,在xoy平面y>O的区域内有沿y轴负方向的匀强电场,在y<O的区域内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的带电粒子从坐标为(2l,l)的P点以初速度v0沿x轴负方向开始运动,恰能从坐标原点O进入磁场..不计带电粒子重力.(1)求匀强电场场强的大小(2)若带电粒子每隔相同的时间以相同的速度通过O点,则磁感应强度大小B1为多少?(3)若带电粒子离开P点后只能通过O点两次,则磁感应强度大小B2为多少?
如图所示,电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1m,PM、QN部分水平放置在绝缘桌面上,半径a=0.9m的光滑金属半圆导轨处在竖直平面内,且分别在M、N处平滑相切, PQ左端与R=2Ω的电阻连接.一质量为m=1kg、电阻r=1Ω的金属棒放在导轨上的PQ处并与两导轨始终垂直.整个装置处于磁感应强度大小B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中,g取10m/s2.求:(1)若金属棒以v=3m/s速度在水平轨道上向右匀速运动,求该过程中棒受到的安培力大小; (2)若金属棒恰好能通过轨道最高点CD处,求棒通过CD处时棒两端的电压;(3)设LPM=LQN=3m,若金属棒从PQ处以3m/s匀速率沿着轨道运动,且棒沿半圆轨道部分运动时,回路中产生随时间按余弦规律变化的感应电流,求棒从PQ运动到CD的过程中,电路中产生的焦耳热.
如图甲所示是一打桩机的简易模型.质量m=1kg的物体在恒定拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入一定深度.物体上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示.不计所有摩擦,g取10m/s2.求:(1)物体上升到1m高度处的速度;(2)物体上升1 m后再经多长时间才撞击钉子(结果可保留根号);(3)物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率.
如图所示,遥控赛车比赛中的一个规定项目是“飞跃壕沟”,比赛要求是:赛车从起点出发,沿水平直轨道运动,在B点飞出后越过“壕沟”,落在平台EF段.已知赛车的额定功率P=12.0W,赛车的质量m=1.0kg,在水平直轨道上受到的阻力f=2.0N,AB段长L=10.0m,B、E两点的高度差h=1.25m,BE的水平距离x=1.5m.赛车车长不计,空气阻力不计.g取10m/s2.(1)若赛车在水平直轨道上能达到最大速度,求最大速度vm的大小;(2)要使赛车越过壕沟,求赛车在B点速度至少多大;(3)若比赛中赛车以额定功率运动,经过A点时速度vA=1m/s,求赛车在A点时加速度大小.