如图所示,MN和PQ为竖直方向两平行长直金属导轨,间距L为0.40m,电阻不计,导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直,质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速度V匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10 m/s2,试求速率V和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2
(12分)处于静止状态的原子核X,进行α衰变后变成质量为M的原子核Y。被放出的α粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场时,测得它做圆周运动的轨道半径为r。已知α粒子的质量为m,基元电荷电量为e。假如衰变释放的能量全部转化为Y核和α粒子的动能。求:衰变前的原子核X的质量MX。
如图所示,质量为m的滑块可沿竖直平行轨道上下运动(图中轨道未画出),在滑块正下方置一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧上端固定一质量为m的顶板。现在让滑块从距离弹簧顶板h高处由静止落下,与顶板碰撞并粘连在一起,滑块、顶板与轨道间的摩擦均忽略不计,在整个过程中弹簧始终处于弹性限度内。求: (1)滑块与顶板碰撞后的共同速度; (2)滑块与顶板碰撞后继续下落过程中的最大速度。已知弹簧的弹性势能Ep与弹簧形变量的关系为。
跳台滑雪起源于挪威,1860年挪威德拉门地区的两位农民在奥斯陆举行的首届全国滑雪比赛上表演了跳台飞跃动作,后逐渐成为一个独立的项目并得到推广。如图为一跳台的示意图,运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下,不借助其他器械,沿雪道滑到跳台B点后,沿与水平方向成30°角斜向左上方飞出,最后落在斜坡上C点。已知A、B两点间高度差为4m,B、C点两间高度为13m,运动员从B点飞出时速度为8m\s,运动员连同滑雪装备总质量为60kg。不计空气阻力,g=10m/s2。求 (1)从最高点A滑到B点的过程中,运动员克服摩擦力做的功; (2)运动员落到C点时的速度; (3)离开B点后,在距C点多高时,运动员的重力势能等于动能。(以C点为零势能参考面)
AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图所示。一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦。求: (1)小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向; (2)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力NB、NC各是多大?
质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在般头和船尾。现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中。求小孩b跃出后小船的速度。