如图12-63所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1 m,导轨左端连接一个R=2 Ω的电阻,将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.
图12-63
(1)若施加的水平外力恒为F=8 N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18 W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18 W,则从金属棒开始运动到速度v3=2 m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6 J,则该过程所需的时间是多少?
如图所示,直线MN与水平线夹角为60o,其右侧有一垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B;直线PQ垂直MN,且PQ与MQ包围的空间有一匀强电场,电场方向平行于PQ。有一质量为m、电荷量为
+q的带电粒子在纸面内以v0的水平初速度从A点飞入磁
场,粒子进入磁场t0(t0未知)时间后立即撤除磁场,之
后粒子垂直MQ边界从C点(图中未画出)飞入电场;
随后粒子再次通过C点。粒子在以上整个过程中所用总
时间恰为此带电粒子在磁场中运动一周所需的时间,粒
子所受的重力不计。试求:
(1)粒子在磁场中运动的时间t0;
(2)匀强电场场强E的大小。
从楼顶上自由下落一个石块,经2s落到地面,下落途中它通过1m高的窗口所用时间是0.1s,求(取g=10m/s2)
(1)这栋楼房有多高?
(2)经过窗口的上边时石块的速度多大?
(3)楼顶到窗口下端的高度是多少米?
如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的四分之一圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得△F-L的图线如图(乙)所示。(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2)
(1)某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,求小球过D点时速度大小。(2)求小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。
如图足够长的斜面倾角θ=30°。一个物体以
v0=12m/s的初速度,从斜面上A点处沿斜面向上运
动,加速度大小为a=8.0m/s2(g取10 m/s2)。求:
(1)物体沿斜面上滑的最大距离x;
(2)物体从A点出发需经多少时间才能回到A处?
明明同学讲了一个龟兔赛跑的故事,按照明明讲的故事情节,聪聪画出了兔子和乌龟的位移图象如图所示,请你依照图象中的坐标,并结合物理学的术语来讲述这个故事.在讲故事之前,先回答下列问题.
(1)小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发?
(2)乌龟做的是什么运动?
(3)兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次?
(4)哪一个先通过预定位移到达终点?