两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计.现让ab杆由静止开始沿导轨下滑.(1)求ab杆下滑的最大速度vm;(2)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q.
如图所示,光滑的金属框架abc固定在水平面内,顶角=53°,金属框架处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直水平面,t=0时,金属棒MN受向右的水平拉力F作用,从b点开始沿bc方向以速度v做匀速运动,在运动过程中MN始终垂直于bc,且与框架接触良好,框架bc边和金属棒MN单位长度的电阻均为r,框架ab边的电阻忽略不计(sin53°=0.8)。(1)求t时刻回路中的电流I;(2)写出拉力F与杆的位移x的关系式,并类比v-t图象求位移的方法,写出拉力F做的功W与杆的位移x的关系式;(3)求时间t内回路中产生的焦耳热Q。
质量为4kg的雪橇在倾角=37°的足够长斜坡上向下滑动,所受的空气阻力与速度成正比,比例系数K未知,今测得雪橇运动的v—t图象如图曲线AD所示,且AB是曲线最左端A点的切线,B点的坐标为(4,15),平行于ot轴的CD线是曲线的渐近线。已知sin37°=0.6,g=l0m/s2。试问:(1)物体在开始计时的一段时间里做什么性质的运动?最终做什么运动?(2)当vo =5m/s和v1="10" m/s时,物体的加速度各是多少?(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少?
如图所示,x轴的上方存在方向与x轴正方向成1350角的匀强电场,电场强度为E=1×103V/m,x轴的下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。有一个质量为m=1×10-11kg,电荷量为q=1×10-7C的带正电粒子,从坐标原点O以速度v=2×103 m/s沿与x轴负方向成45°角方向进入磁场,设x轴上下方的电场和磁场区域足够大,不计粒子重力。求:(1)粒子从O点出发到第一次经过x轴前,在磁场中运动轨迹的半径。(2)粒子从O点出发到第一次经过x轴所经历的时间。(3)粒子从O点出发到第四次经过x轴的坐标。
如图所示,有一个固定在水平面的透气圆筒,筒中有一劲度系数为k、长度为L的轻弹簧,其一端固定在筒底,另一端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体,它对滑块的阻力是可调的。开始时滑块静止在筒内筒口处,ER流体对其阻力为0,弹簧处于原长。质量也为m的表面光滑的物体(可视为质点)静止在距筒底2L处的水平面上,现有一水平恒力F将该物体向右推入圆筒内,物体与滑块碰撞后粘在一起向右运动(碰撞时间极短)。已知碰撞后物体与滑块做匀速运动,且向底移动距为2F/k(小于L)时速度减为0。若物体与滑块碰撞前无能量损失,圆筒壁的厚度忽略不计。求:(1)物体与滑块碰撞前瞬间的速度大小;(2)物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;(2)滑块向下运动过程中加速度的大小;(3)滑块向筒底移动距离为d时,ER流体对滑块阻力的大小。
如图所示,质量为4.0kg的长木块A置于光滑水平面上,在距离A右端2.0m处有竖直的矮墙(矮于A木块的高度),在A的上表面左端放一质量为2.0kg的铁块B(可视为质点),B与A之间的动摩擦因数为0.20。作用在B上的水平向右的拉力F大小为6.4N,在F的作用下A、B都从静止开始以不同的加速度运动。g取10m/s2。求:(1)A与墙碰撞前,A、B的加速度大小。(2)A刚要与墙相碰时,A、B的速度大小(设B仍在A上面)。