(9分)如图所示为火车站使用的传送带示意图,绷紧的传送带水平部分长度L=4 m,并以v0=1 m/s的速度匀速向右运动。现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2。(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端。(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,传送带速度的大小应满足什么条件?
过山车是游乐场中常见的设施。如图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内半径R= 2.0m的圆形轨道组成,B、C分别是圆形轨道的最低点和最高点。一个质量为m=1.0kg的小滑(可视为质点),从轨道的左侧A点以v0= 12m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L= 11.5m。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数。圆形轨道是光滑的,水平轨道足够长。取重力加速度g=10m/s2。求: (1)滑块经过B点时的速度大小; (2)滑块经过C点时受到轨道的作用力大小F; (3)滑块最终停留点D(图中未画出)与起点A的距离d。
2013年6月11日,我国神舟十号载人飞船成功发射。飞船变轨后以速度v沿圆形轨道环绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G。求: (1)飞船绕地球运行时距地面的高度h; (2)飞船环绕地球运行的周期T。
如图所示,高为h的光滑斜面固定在水平地面上。一质量为m的小物块,从斜面顶端A由静止开始下滑。重力加速度为g,不计空气阻力。求: (1)小物块从斜面顶端A滑到底端B的过程中重力做的功W; (2)小物块滑到底端B时速度的大小v。
如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L="0.20" m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10的电阻。在虚线OO′(OO′垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T。一根质量m=0.10kg的直金属杆垂直于轨道放在两根轨道上。某时刻杆以=2.0m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以=2.0m/s2的加速度做匀减速直线运动。杆始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。杆和轨道的电阻均可忽略。 (1)请你通过计算判断,在金属杆向右运动的过程中,杆上所施加的水平拉力的方向; (2)在金属杆向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时,水平拉力的大小; (3)从金属杆进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13J,求此过程中水平拉力做的功。
如图所示,有一范围足够大的匀强磁场,磁感应强度,磁场方向垂直纸面向里。在磁场中有一半径的金属圆环,磁场与圆环面垂直,圆环上分别接有灯、,两灯的电阻均为。一金属棒MN与圆环接触良好,棒与圆环的电阻均忽略不计。 (1)若棒以的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时MN中的电动势和流过灯的电流; (2)撤去金属棒MN,若此时磁场随时间均匀变化,磁感应强度的变化率为,求回路中的电动势和灯的电功率。