磁悬浮列车是一种高速运载工具。它具有两个重要系统:一是悬浮系统,利用磁力使车体在导轨上悬浮起来;另一是驱动系统,在沿轨道上安装的三相绕组中,通上三相交流电,产生随时间和空间做周期性变化的磁场,磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用,使车体获得牵引力。
设图中平面代表轨道平面,
轴与轨道平行,现有一与轨道平面垂直的磁场正以速度
向
方向匀速运动,设在
时,该磁场的磁感应强度B的大小随空间位置x的变化规律为
(式中B0、k为已知常量),且在y轴处,该磁场垂直
平面指向纸里。与轨道平面平行的一金属矩形框MNPQ处在该磁场中,已知该金属框的MN边与轨道垂直,长度为L,固定在y轴上,MQ边与轨道平行,长度为d=
,金属框的电阻为R,忽略金属框的电感的影响。求:
(1) t=0时刻,金属框中的感应电流大小和方向;
(2) 金属框中感应电流瞬时值的表达式;
(3) 经过时间,金属框产生的热量;
(4) 画出金属框受安培力F随时间变化的图象。
光滑水平桌面上有一根长0.4 m的细绳l,一端固定在桌上的O点,另一端系一质量为20 g的小球(如图1-6),小球在A点受到与绳相垂直的0.04 N·s的冲量后做圆周运动.试求:
图1-6
(1)小球受到冲量后绳的拉力.
(2)小球从A点运动半周后,绳碰到一枚钉子B,OB="0.3" m,此时绳对球拉力是多大?
如图16-3-8所示,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同挡板的质量为M="4.0" kg,a、b间距离s="2.0" m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块,其质量m="1.0" kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态.现令小物块以初速v0="4.0" m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相撞.碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.
图16-3-8
如图16-3-4所示,质量为m的子弹,以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块,木块的质量为M,绳长为L,子弹停留在木块中.求子弹射入木块后的瞬间绳子中的张力的大小.
图16-3-4
在平静的水面上,有一条载人的小船,船的质量为M,人的质量为m,人相对船静止,船和人以速度v0前进.(1)当人相对船以速度u沿跟船的运动相反方向行走时,船的速度多大?(2)若船长为L,且开始时系统静止,当人从船的一头走到另一头停止时,船后退的距离是多少?(水的阻力不计)
如图16-2-6所示,在支架的圆孔上放着一个质量为M的木球,一质量为m的子弹以速度v从下面很快击中木球并穿出,击穿后木球上升的最大高度为H.求子弹穿过木球后上升的高度.
图16-2-6