如图所示,四分之三周长的细圆管的半径R=0.4m,管口B和圆心O在同一水平面上,D是圆管的最高点,其中半圆周BE段存在摩擦,BC和CE段动摩擦因数相同,ED段光滑;质量m=0.5kg、直径稍小于圆管内径的小球从距B正上方高H=2.5m的A处自由下落,从B处进入圆管继续运动直到圆管的最高点D飞出,恰能再次飞到B处.重力加速度g=10m/s2.求:(1)小球飞离D点时的速度;(2)小球在D点时对轨道的压力大小和方向;(3)小球从B点到D点过程中克服摩擦所做的功.
如图所示,竖直放置的平行金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的平行金属板C、D的中轴线,某时刻粒子源P发出一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(初速度不计),粒子在A、B间被加速后,进入金属板C、D之间.A、B间的电压UAB =Uo,C、D间的电压UCD=2Uo/3,金属板C、D长度为L,间距d=L/3.在金属板C、D右侧有一个环形带磁场,其圆心与金属板C、D的中心O点重合,内圆半径R1=L/3,磁感应强度的大小B0 =,磁感应强度的方向垂直于纸面向内,磁场内圆边界紧靠金属板C、D右端,粒子只在纸面内的运动,粒子的重力不计. (1)求粒子离开偏转电场时在竖直方向上偏移的距离; (2)若粒子不能从环形带磁场的右侧穿出,求环形带磁场的最小宽度. (3)在环形带磁场最小宽度时,求粒子在磁场中运动的时间
如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+QA和+QB,的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A、B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,物块A、B所带的电荷量不变,B不会碰到滑轮,物块A、 B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则 (1)求物块C下落的最大距离; (2)求小物块C从开始下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量,以及弹簧的弹性势能变化量: (3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小,以及此时小物块B对水平桌面的压力。
上海有若干辆超级电容车试运行,运行中无需连接电缆,只需在候客上车间隙充电30秒钟到1分钟,就能行驶3到5公里.假设有一辆超级电容车,质量m=2x103 kg,额定功率P="60" kW.当超级电容车在平直水平路面上行驶时,受到的阻力f是车重的0.1倍,g=10m/s2,问: (1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少? (2)若超级电容车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能维持多长时间? (3)若超级电容车从静止开始,保持额定功率做加速运动,则经50s已经达到最大速度,求此过程中超级电容车的位移.
如图所示,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 K和质量为m的“U”框型缓冲车厢:在车厢的底板上固定着两个水平绝缘导轨PQ、MN,车厢的底板上还固定着电磁铁,能产生垂直于导轨平面并随车厢一起运动的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,设导轨右端QN是磁场的右边界。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab边长为L。假设缓冲车以速度与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下(碰前车厢与滑块相对静止),此后线圈与轨道磁场的作用使车厢减速运动,从而实现缓冲。 假设不计一切摩擦力,求: (1)滑块K的线圈中感应电动势的最大值 (2)若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零 (导轨未碰到障碍物),则此过程线圈abcd中产生的焦耳热 (3)若缓冲车以某一速度(未知)与障碍物C碰撞后,滑块K立即停下,缓冲车厢所受的最大水平磁场力为Fm。缓冲车在滑块K停下后,其速度随位移的变化规律满足:。要使导轨右端不碰到障碍物,则缓冲车与障碍物C碰撞前,导轨右端与滑块K的cd边距离至少多大?
某运动员做跳伞训练,他从训练塔由静止跳下,跳离一段时间后再打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图象如图所示(忽略降落伞打开过程的时间,且以打开降落伞瞬间开始计时),已知人的质量M="50" kg,降落伞质量m="50" kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力Ff 与速度v成正比,即Ff =kv(g取10 m/s2)。求: (1)打开降落伞前运动员下落的距离? (2)打开伞后瞬间运动员的加速度a的大小和方向?