如图所示,一个静止的质量为m,带电量为+q的带电粒子(不计重力),经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,粒子打至P点,设OP=x,能正确反映x与U之间函数关系的x—U图如图中的( )
如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间接有固定电阻R=0.40Ω.导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,并获得U随时间t的关系如图乙所示。求:
(1)金属杆加速度的大小;
(2)第2s末外力的瞬时功率。
一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,物体上升的高度为h,则整个过程中,下列说法正确的是( )
A.重物的最大速度 | B.钢绳的最大拉力为 |
C.重物匀加速运动的加速度为-g | D.重物做匀加速运动的时间为 |
(19分)如图所示,带正电的绝缘小滑块A,被长R=0.4m的绝缘细绳竖直悬挂,悬点O距水平地面的高度为3R;小滑块B不带电.位于O点正下方的地面上。长L=2R的绝缘水平传送带上表面距地面的高度h=2R,其左端与O点在同一竖直线上,右端的右侧空间有方向竖直向下的匀强电场。在O点与传送带之间有位置可调的固定钉子(图中未画出),当把A拉到水平位置由静止释放后,因钉子阻挡,细绳总会断裂,使得A能滑上传送带继续运动,若传送带逆时针匀速转动,A刚好能运动到传送带的右端。已知绝缘细绳能承受的最大拉力是A重力的5倍,A所受电场力大小与重力相等,重力加速度g=10m/s2,A.B均可视为质点,皮带传动轮半径很小,A不会因绳断裂而损失能量、也不会因摩擦而损失电荷量。试求:
(1)钉子距O点的距离的范围。
(2)若传送带以速度v0=5m/s顺时针匀速转动,在A刚滑到传送带上时,B从静止开始向右做匀加速直线运动,当A刚落地时,B恰与A相碰。试求B做匀加速运动的加速度大小(结果可用根式表示)
如图所示,竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点,圆弧轨道的圆心为O,半径为R=5m。一质量为m=2kg的小物块从圆弧顶点由静止开始沿轨道下滑,再滑上传送带PC,传送带可以速度v=5m/s沿顺时针或逆时针方向的传动。小物块与传送带间的动摩擦因数为,不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g=10m/s2。
(1)求小物体滑到P点时对圆弧轨道的压力;
(2)若传送带沿逆时针方向传动,物块恰能滑到右端C,问传送带PC之间的距离L为多大:
如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点平滑连接.一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点.已知A、B两点间的距离为L,物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.
(1)若物块能到达的最高点是半圆形轨道上与圆心O等高的C点,则物块在A点水平向左运动的初速度应为多大?
(2)若整个装置处于方向竖直向上的匀强电场中,物块在A点水平向左运动的初速度vA=,沿轨道恰好能运动到最高点D,向右飞出.则匀强电场的场强为多大?
(3)若整个装置处于水平向左的匀强电场中,场强的大小E=.现将物块从A点由静止释放,运动过程中始终不脱离轨道,求物块第2n(n=1、2、3…)次经过B点时的速度大小.
(18分)如图所示,半径R=1m的四分之一光滑圆轨道最低点D的切线沿水平方向,水平地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为L=2m,质量均为m2=1kg,木板上表面与轨道末端相切.质量m1=lkg的小物块(可视作质点)自圆轨道末端C点的正上方H=0.8m高处的A点由静止释放,恰好从C点切入圆轨道。物块与木板间的动摩擦因数为,木板与水平地面间的动摩擦因数=0.2,重力加速度为g=l0m/s,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。
(1)求物块到达圆轨道最低点D时所受轨道的支持力多大。
(2)若物块滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求应满足的条件。
(3)若地面光滑,物块滑上木板后,木板A、 B最终共同运动,求应满足的条件。
如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的倾角为37°,在电动机的带动下以v="4m/s" 的速率顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的A端无初速地放一质量m=1kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数=0.5,物块与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计。(sinθ=0.6,cosθ=0.8,g=10m/s2)问:
(1)物块与挡板P第一次碰撞后,上升到最高点时到挡板P的距离;
(2)若改为将一与皮带间动摩擦因素为μ=0.875、质量不变的新木块轻放在B端,求木块运动到A点过程中电动机多消耗的电能与电动机额定功率的最小值。
如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点,斜面倾角分别如图所示。O为圆弧圆心,D为圆弧最低点,C、M在同一水平高度.斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一定滑轮,一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q (两边细绳分别与对应斜面平行),并保持P、Q两物块静止.若PC间距为L1=0.25m,斜面MN足够长,物块P质量m1= 3kg,与MN间的动摩擦因数,重力加速度g=10m/s2求:( sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)小物块Q的质量m2;
(2)烧断细绳后,物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小;
(3)物块P在MN斜面上滑行的总路程.
如图甲所示,在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴方向的匀强电场,其电场强度大小和方向随时间变化的关系如图乙所示,现有质量为m,带电量为e的电子(不计重力)不断的从原点O以速度v0沿x轴正方向射入电场,问
(1)若要电子飞出电场时速度方向仍然沿x轴方向,则电场变化的周期必须满足何条件?
(2)若要电子从图中的A点沿x轴飞出,则电子应该在什么时刻进入电场?
(3)若在电场右侧有一个以点(3L,0)为圆心,半径为L的圆形磁场区域,且满足,则所有能进入磁场的电子将从何处飞出磁场?
质量相同的A、B两个物体静止放在水平面上,从某一时刻起同时受到大小不同的水平外力FA、FB的作用由静止开始运动.经过时间t0,撤去A物体所受的水平外力FA;经过4t0,撤去B物体所受的水平外力FB.两物体运动的v-t关系如图所示,则下列说法中正确的是
A.A、B两物体所受摩擦力大小不同
B.A、B两物体所受水平外力大小之比FA︰FB=12︰5
C.在匀加速运动阶段,合外力做功之比为6∶5
D.A、B两物体在整个运动过程中,摩擦力的平均功率之比为1∶2
现代化的生产流水线大大提高了劳动效率,如下图为某工厂生产流水线上的水平传输装置的俯视图,它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速、等时间间隔地放到传送带上,运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动(无相对滑动),到C处被取走装箱。已知A、B的距离L =" 9.0" m,物品在转盘上与转轴O的距离R =" 3.0" m、与传送带间的动摩擦因数μ1 = 0.25,传送带的传输速度和转盘上与O相距为R处的线速度均为v =" 3.0" m/s,取g =" 10" m/s2。问:
(1)物品从A处运动到B处的时间t;
(2)若物品在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等,则物品与转盘间的动摩擦因数μ2至少为多大?
(3)若物品的质量为0.5 kg,每输送一个物品从A到C,该流水线为此至少多做多少功?
在竖直平面内有一固定的光滑绝缘轨道,由倾斜直轨道AB、水平直轨道BC及圆弧轨道CDH组成,圆弧部分圆心为O,半径为R,图中所示角度均为θ = 37°,其余尺寸及位置关系如图所示,轨道各部分间平滑连接.整个空间有水平向左的匀强电场,场强E = 3mg/4q,质量为m、带电量为 -q的小球从A处无初速度地进入AB轨道.已知重力加速度为g,sin37° = 0.6,cos 37° = 0.8,不计空气阻力.求
(1)小球经过D点时对轨道的压力;
(2)小球从H点离开轨道后经多长时间再次回到轨道.
(18分)图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去。如果质量为m的鱼饵到达管口C时,对上侧管壁的弹力恰好为mg。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g、求:
(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小VC;
(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;
(3)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线00′在360°角的范围内缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在m到m之间变化,且均能落到水面。持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?