如图所示,一细绳跨过装在天花板上的滑轮,细绳的一端悬挂一质量为M的物体,另一端悬挂一载人的梯子,人的质量为m,系统处于平衡状态。不计摩擦及滑轮与细绳的质量,要使天花板受力为零,人应如何运动?
一质量为的大货车停在距水平地面高为的斜坡上,由于刹车失灵由静止开始沿斜坡下滑,与一质量为(未知)静止在水平地面上的货车发生了正碰撞,碰撞时间极短,其过程简图如图所示.大货车在与货车碰前的运动过程中克服阻力做功为,碰后、同向滑行的距离之比为.碰撞过程中、两车系统损失的机械能为碰前时刻货车动能的.假设、货车运动过程中所受阻力与重力的比值相同且整个研究过程、均可视为质点.重力加速度为,求:(1)大货车与货车碰撞前时刻的速度;(2)值;
如图,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块和质量为的缓冲车厢.在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN.缓冲车的底部,安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成,滑块上绕有闭合矩形线圈,线圈的总电阻为,匝数为,边长为.假设缓冲车以速度与障碍物碰撞后,滑块立即停下,此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动,从而实现缓冲,一切摩擦阻力不计.(1)求滑块的线圈中最大感应电动势的大小;(2)若缓冲车厢向前移动距离后速度为零,缓冲车厢与障碍物和线圈的边均没有接触,则此过程线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
如图,喷雾器内有一定体积的水,初始时上部封闭有压强为、体积为的空气.关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入压强为、体积为的空气(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体).①当水面上方被封气体温度与外界温度相等时,求气体压强.②打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是“吸热”、“放热”或“既不吸热也不放热”?
平时擦玻璃时,我们经常会用到如图甲所示的“魔力刷”.使用时,两个一样的刷子分别位于玻璃窗户玻璃板的两侧,两刷子靠磁铁的吸引力吸在玻璃上,当移动其中一块刷子时,另一块刷子会跟到移动,达到同时清洁玻璃内外侧的目的.已知:某种品牌玻璃刷的每个刷子的质量都为,与玻璃的滑动摩擦因数均为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取.(1)将其中一个刷子用与竖直方向成的推力压在竖直玻璃上,如题9图乙所示,现要把刷子沿竖直方向向上推动,求推力的最小值(2)把两个刷子对齐分别放在竖直玻璃板的两侧,如题9图丙所示,现用与竖直方向成,大小为的拉力向下拉动内侧的刷子时,外侧刷子将立即跟着移动且很快与内侧刷子保持相对静止.此时刷子磁铁间的吸引力在垂直玻璃板面方向的分量恒为,求刷子间的磁铁吸引力在沿玻璃板面切线方向的分量.(3)假设玻璃是边长为的正方形,刷子是边长为的正方形;当两刷子的正对面积大于一半时,刷子磁铁间的吸引力的垂直分量和切向分量均不变,当两刷子的正对面积小于或等于一半时,两刷子就无法吸引在一起.在(2)的情况下,若拉力方向不变,大小变为,要使一次性向下拉动刷子就可以完成清理玻璃的竖边,求的取值范围.
如图所示,纸面内有一固定的金属导轨,它由长为的直线段和以点为圆心、半径为、在处开有小缺口的圆环两部分组成. 另一直导线以 为圆心,沿逆时针方向匀速转动,周期为.直导线与导轨接触良好,导轨和直导线单位长度电阻均为.整个空间有磁感应强度为、方向垂直于纸面向外的匀强磁场.当直导线转动到与的夹角为(只考虑到达点之前的情况)时,求 (1)固定导轨消耗的电功率;(2)圆环缺口两端的电势差.