如图甲所示,一个足够长的U形金属管导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的宽度为l="0.50" m.一根质量为m="0.50" kg的均匀金属棒ab横跨在导轨上且接触良好,abMP恰好围成一个正方形.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节、竖直向上的匀强磁场中.ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为Fm="1.0" N,ab棒的电阻为R="0.10" Ω,其他各部分电阻均不计.开始时,磁感应强度B0="0.50" T.
(1)若从某时刻(t=0)开始,调节磁感应强度的大小,使其以="0.20" T/s的变化率均匀增加,求经过多长时间ab棒开始滑动.此时通过ab棒的电流大小和方向如何?
(2)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它以a="4.0" m/s2的加速度匀加速运动,推导出此拉力FT的大小随时间t变化的函数表达式,并在图乙所示的坐标图上作出拉力FT随时间t变化的FT-t图线.
某同学设计了一个测物体质量的装置,如图11-2-13所示,其中P是光滑水平面,k是轻质弹簧的劲度系数,A是质量为M的带夹子的标准质量金属块,Q是待测物体,已知该装置的弹簧振子做简谐振动的周期为,其中,m是振子的质量,k是与弹簧的劲度系数有关的常数,当只有A物体振动时,测得其振动周期为T1,将待测物体Q固定在A上后振动周期为T2,则待测物体的质量为多少?这种装置比天平优越之处是什么?
图11-2-13
一简谐运动的振动方程为x=5sin(314t+),试求:
(1)该运动的初相是多少?
(2)如何用余弦函数来表示其振动方程?其初相变为多少?
如图11-2-9所示是一个质点的振动图象,根据图象回答下列各问题:
图11-2-9
(1)振动的振幅;
(2)振动的频率;
(3)在t="0.1" s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时质点的振动方向;
(4)质点速度首次具有负方向最大值的时刻和位置;
(5)质点运动的加速度首次具有负方向最大值的时刻和位置;
(6)在0.6 s到0.8 s这段时间内质点的运动情况.
一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8 cm,频率为0.5 Hz.在t=0时,位移是4 cm,且向x轴负方向运动,试写出用正弦函数表示的振动方程x=Asin(ωt+φ).
人的心电图的出纸速度(纸带移动的速度)是2.5 cm/s,记录下的某人的心电图如图11-2-6所示。图纸上每格边长为5 mm。求:
图11-2-6
(1)此人的心率为多少次/分;(保留两位有效数字)
(2)若某人的心率为75次/分,每跳一次输送80 mL血液,他的血压(可看作心脏压送血
液的平均压强)为1.5×104 Pa。据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P。