9.如图甲所示,质量分别为m=1kg,M=2kg的A、B两个小物块用轻弹簧相连而静止在光滑水平面上,在A的左侧某处另有一个质量也为m=1kg的小物块C以v0=4m/s的速度正对A向右匀速运动,一旦与A接触就将粘合在一起运动,若在C与A接触前,使A获得一初速度vA0,并从此时刻开始计时,向右为正方向,其速度随时间变化的图像如图乙所示(C与A未接触前),弹簧始终未超过弹簧性限度。
⑴在C与A接触前,当A的速度分别为6m/s、2m/s、–2m/s时,求对应状态下B的速度,并在此基础上在图乙中粗略画出B的速度随时间变化图像;
⑵若C在A的速度为vA时与A接触,在接触后的运动过程中弹簧弹性势能的最大值为Ep,求EP的变化范围。
一质量为M的汽艇,在静水中航行时能达到的最大速度为10m/s。假设航行时,汽艇的牵引力F始终恒定不变,而且汽艇受到的阻力f与其航速v之间,始终满足关系:f=kv,其中k=100N·s/m,不计水的粘性,各速度均为对地值。求:
⑴该汽艇的速度达到5m/s的瞬时,汽艇受到的阻力为多大?
⑵该汽艇的牵引力F为多大?
⑶若水被螺旋桨向后推出的速度为8m/s,汽艇以最大速度匀速行驶时,在3秒钟之内,估算螺旋桨向后推出水的质量m为多少?
如图,光滑的U型金属导轨PQMN水平地固定在竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度为B,导轨的宽度为L,其长度足够长,QM之间接有一个阻值为R的电阻,其余部分电阻不计。一质量为m,电阻也为R的金属棒ab,恰能放在导轨之上并与导轨接触良好。当给棒施加一个水平向右的冲量,棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行。求:
⑴开始运动时,棒中的瞬间电流i和棒两端的瞬间电压u分别为多大?
⑵当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中,棒中产生的焦耳热Q是多少?棒向右滑行的位移x有多大?
真空环境中存在竖直向上的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=10.0V/m,磁感应强度B=3.14T.现在此空间建立xyz三维坐标系,其中x轴水平向右、y轴水平向里、z轴竖直向上,三坐标轴的单位均为米(m),一带电油滴恰好悬停在坐标原点。t1=0时刻油滴受瞬间的水平冲量(油滴质量、电量不变),以=3.14m/s的速度沿x轴正方向运动;t2=1.50s时刻撤去匀强磁场;t3=2.50s时刻撤去匀强电场。取g=10m/s2,试求t4=3.00s时刻油滴所在位置的坐标(计算结果取三位有效数字)。
如图所示,两足够长的直平行水平导轨相距=1.0
,导轨左边连接阻值
=15
的电阻,导轨上放置着
、
两金属捧,
棒质量
=0.75kg、电阻
=10
,
棒质量
=0.25
、电阻
=10
,两金属棒与导轨垂直,两棒靠得很近,之间用长为
=4.0m的绝缘轻绳相连,整个装置置于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。从
=0开始对
棒施加水平向右的拉力
,使
棒由静止开始以
=2.0
/s2的加速度做匀加速运动,
=2.0s时撤去拉力
。已知
棒右边的导轨是光滑的,轻绳绷紧前
棒静止不动,轻绳绷紧后,两棒以相同速度运动直至停止。导轨电阻不计。求:
(1)拉力随时间
变化的关系式;
(2)轻绳绷紧后,电阻R上产生的焦耳热;
如图所示,质量为=50
的人站在长度为
=4.0
的平板车的左端,平板车始终以
=2.0m/s的速度向右匀速运动,开始人与车保持相对静止。从某一时刻起人以
=2.0m/s2的加速度在平板车上向右跑步,并从平板车的右端水平跳出。求:
(1)人水平跳出平板车时相对于地面的速度为多大?
(2)在此人跑步的全过程中,平板车向他提供了多少能量?