如图(a)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=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示。
(1)试分析说明金属杆的运动情况;
(2)求第2s末外力F的瞬时功率。
某校足球运动员李义在做发球训练时,将一个静止的质量为0.4 kg的足球,以10m/s的速度踢出 。
求:(1)若踢球的时间为0.2s,则李义发球时足球的平均加速度为多大?
(2)足球被踢出后沿草地作匀减速直线运动,加速度大小为1m/s2,以足球被踢出时为计时起点,20s末足球距离发球点多远?20s内足球的平均速度为多大?
如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一绝缘轻细线一端固定于O点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动.小球的电荷量为q,质量为m,绝缘细线长为L,电场的场强为E.若带电小球恰好能通过最高点A,则在A点时小球的速度v1为多大?小球运动到最低点B时的速度v2为多大?运动到B点时细线对小球的拉力为多大?
如图所示,半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=1 kg,上表面与C点等高.质量m=1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2 m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数μ2=0.05,取g=10 m/s2.试求:
(1)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(2)若木板足够长,请问从开始平抛至最终木板、物块都静止,整个过程产生的热量是多少?
如图所示,长R=0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点,另一端系着质量m2=0.1kg的小球B,小球B刚好与水平面相接触。现使质量m1=0.3kg的物块A以vo=4m/s的速度向B运动,A与水平面间的接触面光滑。A、B碰撞后,物块A的速度变为碰前瞬间速度的,小球B能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度g=l0m/s2,A、B均可视为质点。求:
①在A与B碰撞后瞬间,小球B的速度v2的大小;
②小球B运动到圆周最高点时受到细绳的拉力大小。
为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上,形成一倾角为 α的斜面(已知sin α=0.34,cos α=0.94),小铜块可在斜面上加速下滑,如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图像,获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔Δ T=0.20 s)内小铜块沿斜面下滑的距离 s i( i=1,2,3,4,5),如下表所示。
s 1 |
s 2 |
s 3 |
s 4 |
s 5 |
5.87cn |
7.58cm |
9.31cm |
11.02cm |
12.74cm |
由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为_______m/s 2,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为_________。(结果均保留2位有效数字,重力加速度大小取9.80 m/s 2)
如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
如图所示,水平轨道MN与竖直光滑半圆轨道相切于N点,轻弹簧左端固定在轨道的M点,将一质量为m=1kg的小物块靠在弹簧右端并压缩至O点,此时弹簧储有弹性势能Ep,现将小物块无初速释放,小物块恰能通过轨道最高点B,此后水平飞出再落回到水平面。已知ON的距离L=3.0m,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆轨道半径R=0.4m,g取10 m/s2。求:
(1)小物块通过B点抛出后,落地点距N的水平距离x;
(2)弹簧储有的弹性势能Ep。
如图所示,质量为M=50kg的人通过光滑的定滑轮让质量为m=10kg的重物从静止开始向上做匀加速运动,并在2s内将重物提升了4m.若绳与竖直方向夹角为θ=370,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)物体上升的加速度多大?
(2)人对绳子的拉力为多大?
(3)地面对人的摩擦力和人对地面的压力分别多大?
如图所示,重力为G1=8N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上,PA偏离竖直方向37°角,PB沿水平方向且连在重力为G2=100N的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,试求:
(1)PA、PB绳上的拉力分别为多大?
(2)木块与斜面间的摩擦力;
(3)木块所受斜面的弹力.
如图,质量为M=5kg的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m=1kg的物块以某大小为10m/s的初速度沿斜劈的粗糙斜面向上滑动,至速度为零后返回,这一过程中斜劈始终保持静止。已知斜劈的斜面倾角为37º,物体与斜劈的动动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g=10m/s2。试求:
(1)物体从开始上滑到到最高点所用时间。
(2)物体沿斜劈下滑的过程中,斜劈对地面的压力大小。
(3)物体沿斜劈上滑的过程中,地面施加给斜劈的静摩擦力大小和方向。
如图所示,光滑的水平面AB与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点,A点的右侧连接一粗糙的水平面。用细线连接甲、乙两物体,中问夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不拴接,甲的质量朋=4kg,乙的质量=5kg,甲、乙均静止。若固定乙,烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过D点时对轨道的压力恰好为零。取g=10m/s2,甲、乙两物体均可看作质点,求:
(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小;
(2)在弹簧压缩量相同的情况下,若固定甲,烧断细线,乙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数=0.4的粗糙水平面,则乙物体在粗糙水平面运动的位移S。
如图所示,P是倾角为30°的光滑固定斜面.劲度为k的轻弹簧一端同定在斜面底端的固定挡板C上,另一端与质量为m的物块A相连接.细绳的一端系在物体A上,细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮,另一端有一个不计质量的小挂钩.小挂钩不挂任何物体时,物体A处于静止状态,细绳与斜面平行.在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块B后,物体A沿斜面向上运动.斜面足够长,运动过程中B始终未接触地面.
(1)求物块A刚开始运动时的加速度大小a;
(2)设物块A沿斜面上升通过Q点位置时速度最大,求Q点到出发点的距离x0及最大速度vm;
(3)把物块B的质量变为Nm(N>0.5),小明同学认为,只要N足够大,就可以使物块A沿斜面上滑到Q点时的速度增大到2vm,你认为是否正确?如果正确,请说明理由,如果不正确,请求出A沿斜面上升到Q点位置时的速度的范围.
如图所示,用一个平行于斜面向上的恒力将质量m=10.0kg的箱子从斜坡底端由静止推上斜坡,斜坡与水平面的夹角θ=37°,推力的大小F=100N,斜坡长度s=4.8m,木箱底面与斜坡的动摩擦因数μ=0.20。重力加速度g取10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos37°=0.80。
求:(1)物体到斜面顶端所用时间;
(2)到顶端时推力的瞬时功率多大。