如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,一根长为l的不可伸长的细绳,一端固定在拉力传感器A上,另一端系一质量为m的小球.x轴上的P点固定一个表面光滑的小钉,P点与传感器A相距.现拉小球使细绳绷直并处在水平位置,然后由静止释放小球,当细绳碰到钉子后,小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度大小为g,求:(1)若小球经过最低点时拉力传感器的示数为7mg,求此时小球的速度大小;(2)传感器A与坐标原点O之间的距离;(3)若小球经过最低点时绳子恰好断开,请确定小球经过y轴的位置.
2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图1为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。若航母保持静止,在某次降落中,以飞机着舰为计时起点,飞机的速度随时间变化关系如图2所示。飞机在t1=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置,此时速度v1=70m/s;在t2=2.4s时飞机速度v2=10m/s。飞机从t1到t2的运动可看成匀减速直线运动。设飞机受到除阻拦索以外的阻力f大小不变,f=5.0×104N,“歼15”舰载机的质量m=2.0×104kg。(1)若飞机在t1时刻未钩住阻拦索,仍立即关闭动力系统,仅在阻力f的作用下减速,求飞机继续滑行的距离(假设甲板足够长);(2)在t1至t2间的某个时刻,阻拦索夹角α=120°,求此时阻拦索中的弹力T;(3)飞机钩住阻拦索后在甲板上滑行的距离比无阻拦索时少s=898m,求从t2时刻至飞机停止,阻拦索对飞机做的功W。
如图所示,在一辆静止的小车上,竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管,U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l,管内装有水银,两管内水银面距管口均为。现将U形管的左端封闭,并让小车水平向右做匀加速直线运动,运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为。已知重力加速度为g,水银的密度为ρ,大气压强为p0=ρgl,环境温度保持不变,求(ⅰ)左管中封闭气体的压强p;(ⅱ)小车的加速度a。
如图所示,质量且足够长的木板静止在水平面上,与水平面间动摩擦因数。现有一质量的小铁块以的水平速度从左端滑上木板,铁块与木板间动摩擦因数。重力加速度。求:(1)铁块刚滑上木板时,铁块和木板的加速度分别多大?(2)木板的最大速度多大?(3)从木板开始运动至停止的整个过程中,木板与地面摩擦产生的热量是多少?
如图所示,水平固定的平行金属导轨(电阻不计),间距为l,置于磁感强度为B、方向垂直导轨所在平面的匀强磁场中,导轨左侧接有一阻值为R的电阻和电容为C的电容器。一根与导轨接触良好的金属导体棒垂直导轨放置,导体棒的质量为m,阻值为r。导体棒在平行于轨道平面且与导体棒垂直的恒力F的作用下由静止开始向右运动。 (1)若开关S与电阻相连接,当位移为x时,导体棒的速度为v。求此过程中电阻R上产生的热量以及F作用的时间?(2)若开关S与电容器相连接,求经过时间t导体棒上产生的热量是多少?(电容器未被击穿)
如图所示,光滑斜面的倾角=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=lm,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F=10N.斜面上ef线(ef∥gh)的上方有垂直斜面向上的均匀磁场,磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象,从线框由静止开始运动时刻起计时.如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh的距离s=5.1m,g取10m/s2。求:⑴ 线框进入磁场时匀速运动的速度v;⑵ ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;⑶ 线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热