如图5所示气垫是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在轨道上,滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.调整气垫轨道,使导轨处于水平;
b.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
c.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间和
;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离、滑块B的右端到D挡板的距离
。
(1)试验中还应测量的物理量是 ;
(2)利用上述过程测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是 ;
(3)利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是 .
甲、乙两车从同一地点同向行驶,但是甲车做匀速直线运动,其速度为=20米/秒,乙车在甲车行驶至距离出发地125米处时开始以初速度为零、加速度为
追甲。
求乙车追上甲车的时间和乙车的位移
乙车追上甲车前两车间的最大距离。
如图所示,在平行板电容器的两板之间,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C的同位素正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间,不计离子重力,求:离子运动的速度为多大?
x轴上被离子打中的区间范围?
离子从Q运动到x轴的最长时间?
若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2´应满足什么条件?
如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3的定值电阻
.在水平虚线
、
间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场
、磁场区域的高度为
.导体棒
的质量
,电阻
;导体棒
的质量
,电阻
.它们分别从图中
、
处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当
刚穿出磁场时
正好进入磁场.设重力加速度为g="10" m/s2.(不计
、
之间的作用,整个运动过程中
、
棒始终与金属导轨接触良好)
求:在整个过程中
、
两棒克服安培力分别做的功;
进入磁场的速度与
进入磁场的速度之比:
分别求出
点和
点距虚线
的高度.
建筑工地有一种“深坑打夯机”。工作时,电动机带动两个紧压夯杆的滚轮匀速转动可将夯杆从深为h=6.4m的坑中提上来。当夯杆底端升至坑口时,夯杆被释放,最后夯杆在自身重力作用下,落回深坑,夯实坑底。之后,两个滚轮再次压紧,夯杆再次被提上来,如此周而复始工作。已知两个滑轮边缘的线速度v恒为4m/s,每个滚轮对夯杆的正压力F=2×104N,滚轮与夯杆间的动摩擦因素µ=0.3,夯杆质量m=1×103kg,坑深h=6.4m。假定在打夯过程中坑的深度变化不大,.取g=10m/s2,求:每个打夯周期中 电动机对夯杆所做的功;
每个打夯周期中滑轮对夯杆间因摩擦而产生的热量;
打夯周期
如图所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端悬空,为了研究学生沿杆的下滑情况,在杆的顶部装有一拉力传感器,可显示杆顶端所受拉力的大小,现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下,5 s末滑到杆底时速度恰好为零,从学生开始下滑时刻计时,传感器显示拉力随时间变化情况如图所示,g取10 m/s2,求:
(1)该学生下滑过程中的最大速率;
(2)图中力F1的大小;
(3)滑杆的长度.