滑板运动是利用汽艇牵引运动员在水上滑行的一种运动(如图所示),滑行时汽艇用一根直径为6.3cm,长23m的拖索拖拉,且拖索头上装有一根直径为25cm-28cm的木质握把供滑水运动员握持。设一个质量为M=70kg的运动员,使用一个质量为m=10kg下面接近平面的滑板滑水,若带动运动员的汽艇以其额定功率P=21KW水平拉着运动员以速度v=108km/h做匀速运动,设在运动过程中汽艇受到空气和水的阻力恒为f1=60N,人和滑板受到的各种水平阻力恒为f2=40N,则
1)运动员脚下滑板与竖直方向的夹角应为多大?
2)如果该汽艇拖着滑板和人仍使其以原来的速度大小开始做半径为R=90m的匀速圆周运动,设拖索的拉力和阻力方向接近于切线方向,则滑水运动员应如何调整滑板与竖直方向的夹角?
如图所示,平行且足够长的两条光滑金属导轨,相距0.5m,与水平面夹角为30°,不计电阻,广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度B=0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为0.5m,电阻均为0.1Ω,质量分别为0.1 kg和0.2 kg,两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动.现ab棒在外力作用下,以恒定速度v=1.5m/s沿着导轨向上滑动,cd棒则由静止释放,试求: (取g=10m/s2)
(1)金属棒ab产生的感应电动势;
(2)闭合回路中的最小电流和最大电流;
(3)金属棒cd的最终速度.
如图所示,水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接, 钢管内径很小。 传送带的运行速度为v0="6m/s" ,将质量m=1.0kg的可看作质点的滑快无初速地放到传送带A端,已知传送带高度为h="12.0m" ,长度为L="12.0m" , “9” 字全高H="0.8m" ,“9” 字上半部分圆弧半径为R=0.2m, 滑块与传送带间的动摩擦因数为μ="0.3" , 重力加速度g=10m/s2 ,试求:
(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间
(2)滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向
(3)滑块从D点抛出后的水平射程
如图所示,平行导轨MN和PQ相距0.5m,电阻可忽略.其水平部分是粗糙的,置于0.60T竖直向上的匀强磁场中,倾斜部分是光滑的,该处没有磁场.导线a和b质量均为0.20kg,电阻均为0.15,a、b相距足够远,b放在水平导轨上.a从斜轨上高0.050m处无初速释放.求:
(1)回路的最大感应电流是多少?
(2)如果导线与导轨间的动摩擦
因数=0.10,当导线b的速率达到最大
值时,导线a的加速度是多少?
如图回旋加速器的D形盒半径为R,用来加速质量为m,带电量为q的质子,使质子由静止加速到具有能量为E后,由A孔射出,求:
(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小.
(2)设两D形盒间的距离为d,其间电压为U,则加速到上述能量所需回旋周数是多少?
(3)加速到上述能量所需时间(不计通过缝隙的时间).
如图所示,一根劲度系数为K轻弹簧竖直直立在水平面上,下端固定,在弹簧正上方有一个质量为m的物块距弹簧的上端高h处自由下落,将弹簧压缩.当弹簧压缩了X0时,物块的速度为零,弹簧的弹性势能为EP=,试计算此时物块的加速度.(已知重力加速度为g)