水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如图甲所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时小球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高,圆的半径为R.已知小球的重力为1 N,不计平板的重力,且在A处板对小球的作用力为F. (1)设小球在A处的速度大小为v,写出在A处板对小球的作用力与小球速度大小的关系式; (2)求在C处板对小球的作用力比在A处大多少? (3)当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,才能使小球在竖直面内做匀速圆周运动,请作出tan θ-F的关系图象.
质量m=1.5kg的物体,在水平恒力F=15N的作用下,从静止开始运动0.5s后撤去该力,物体继续滑行一段时间后停下来.已知物体与水平面的动摩擦因数为μ=0.2,g取10m/s2.求: (1)恒力作用于物体时的加速度大小; (2)撤去恒力后物体继续滑行的时间; (3)物体从开始运动到停下来的总位移大小.
如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一个水平向右的恒力F,物体可沿斜面匀速向上滑行.试求: (1)物体与斜面间的动摩擦因数; (2)水平向右的恒力F的大小.
如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为60°的光滑斜面上。一长为L=10cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1 kg的小球,将细绳拉至水平,使小球在位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将劲度系数为k=100N/m的弹簧压缩,已知弹簧的弹性势能EP与弹簧的劲度系数k及弹簧的形变量x的关系式为。g=10 m/s2,求: (1) 当弹簧的形变量为x=9cm时小球的加速度大小; (2) D点到水平线AB的高度h; (3) 在小球的运动过程中,小球的动能最大值。
如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为="0." 60m的轻细绳,它的一端系住一质量为0.2kg的小球P,另一端固定在板上的O点。先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s。重力加速度g=l0 (1)求当平板的倾角固定为90º,小球经过运动轨迹的最低点时轻细绳中的拉力大小; (2)当平板的倾角固定为α时,若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角α的值应在什么范围内?