如图所示,倾斜的金属导轨和水平的金属导轨接在一起,各自的两条平行轨道之间距离都为d,倾斜导轨与水平面间的夹角为30°,在倾斜导轨的区域有垂直于轨道平面斜向上的匀强磁场,在水平导轨的区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小都为B,倾斜导轨上放有金属棒a,在紧靠两导轨连接处的水平导轨上放有金属棒b,a、b都垂直于各自的轨道,质量均为m,a、b与水平的金属导轨间的动摩擦因数是μ,倾斜的金属导轨光滑。倾斜轨道间接有电阻R,a、b的电阻值都是R,其余电阻不计。
开始时a固定,b静止,且a距水平导轨平面的高度为h,现释放a,同时给a一个平行于倾斜导轨向下的初速度,a就在倾斜导轨上做匀速运动,经过两导轨的连接处时速度大小不变,在此过程中b仍然静止,滑上水平导轨后即与b金属棒粘在一起在水平导轨上运动距离L后静止。求:
(1)在倾斜导轨上匀速运动的速度v0大小。
(2)a在倾斜导轨上运动的过程中,电阻R上产生的热量Q1是多大?
(3)a、b一起在水平导轨上运动的过程中,电阻R上产生的热量Q2是多大?
一人做“蹦极”运动,用原长20 m的橡皮绳拴住身体往下跃,若此人质量为50 kg,从60 m高处由静止下落,从开始下落运动到停止的瞬间所用的时间为4 s.则橡皮绳对人的平均作用力约为多少?(g取10 m/s2)
一架飞机以v1="600" m/s的速度在空中匀速飞行,一只以v2="5" m/s的速度飞行的鸟迎面与飞机相撞,鸟身长l="20" cm,质量为m="0.5" kg,求飞机受到鸟的平均冲力.
如图5-1-7所示,质量为m="2" kg的物体,在水平力F="8" N的作用下,由静止开始沿水平面向右运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,若F作用t1="6" s后撤去,撤去F后又经t2="2" s物体与竖直墙壁相碰.若物体与墙壁作用时间t3="0.1" s,碰墙后反弹的速度v′="6" m/s,求墙壁对物体的平均作用力.(g取10 m/s2)
图5-1-7
科学家设想在未来的航天事业中利用太阳帆来加速星际飞船,“神舟”五号飞船在轨道上运行的期间,地面指挥控制中心成功地实施了飞船上太阳帆板展开的试验.设该飞船所在地每秒每单位面积(m2)接收的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆板面积为S,反射率为100%,光子动量p=,设太阳光垂直射到太阳帆板上,飞船总质量为m,求飞船的加速度.
一质量为m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上,并立即反方向弹回.已知反弹速度的大小是入射速度大小的,求在碰撞中斜面对小球的冲量大小.
图5-1-2