如图所示,间距为的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为,间距为.两根质量均为、有效电阻均为的导体棒和放在导轨上,并与导轨垂直. (设重力加速度为)
(1)若进入第2个磁场区域时,以与同样的速度进入第1个磁场区域,求穿过第1个磁场区域过程中增加的动能.
(2)若进入第2个磁场区域时,恰好离开第1个磁场区域;此后离开第2个磁场区域时,又恰好进入第2个磁场区域.且.在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热.
(3)对于第(2)问所述的运动情况,求穿出第个磁场区域时的速率
质量为m的物体放在地面上,其上表面竖直固定一根轻弹簧,弹簧原长为L,劲度系数为k,下端与物体相连接,如图5-5-11所示.现将弹簧上端P缓慢提一段距离H,使物体离开地面.若以地面为参考平面,试求此时物体的重力势能.
图5-5-11
质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,如图5-4-6所示,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直方向上的恒定升力(该升力由其他的力的合力提供,不含重力),今测得当飞机在水平方向的位移为l时,它的上升高度为h.求:
图5-4-6
(1)飞机受到的升力大小;
(2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能.
质量为m的小木球从离水面高度为h处由静止释放,落入水中后,在水中运动的最大深度是h′,最终木球停在水面上.若木球在水中运动时,受到的阻力恒为Fμ,求:
(1)木球释放后的全部运动过程中,重力做的功是多少,它的重力势能变化了多少;
(2)全过程中水对木球的浮力做了多少功;
(3)分析木球的运动情况,根据你现有的知识能否求出水的阻力Fμ对木球做的总功.若能,请简要说明思路.
如图5-4-7所示,两个轨道均光滑,它们高度相同,让质量均为m的两个物体分别沿轨道由静止开始从顶端运动到底端,求:两个物体在运动过程中重力势能的变化量及重力对物体所做的功.
图5-4-7
将一个边长为a、质量为m的匀质正方体,移动一段距离l(la),已知正方体与水平地面的动摩擦因数为μ,可供选择的方法有两种:水平推动和翻动.请回答:选择哪一种方法较为省力气?