如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=300,g取10m/s2,不计两导棒间的相互作用力。
(1)若使导体棒b静止在导轨上,导体棒a向上运动的速度v多大?
(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;
(3)在(2)中,当t=2s时,b的速度达到5.06m/s,2s内回路中产生的焦耳热为13.2J,求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。
何老师出去旅游,驾驶汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶,忽然发现正前方45m的十字路口A处的另一条平直小马路上,距离A处8 m远的一只小狗正以2m/s速度向A处匀速跑来。何老师为了避免撞上小狗,立即刹车,让小狗先通过路口。若何老师采取紧急刹车的反应时间为0.5s,则汽车刹车的加速度应满足什么条件才能保证安全?
如图所示,质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上,整个直杆被固定在竖直转轴上。两球用劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧连接在一起,A球被轻质细绳拴在竖直转轴上,细绳长度也为L。现使杆P、A、B绕转轴在水平面内以角速度匀速转动。求:稳定后细绳的拉力和弹簧的总长度。
如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面,物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,物体B以某一初速度v2水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中(A、B均可看作质点, sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。
求:(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;
(2)物体B抛出时的初速度v2;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h。
某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图象,如图所示(除2~10s内的图象为曲线外,其余时间段图象均为直线)。小车运动的过程中2~14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行。已知小车的质量为1kg,在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。求:
(1)小车所受到的阻力大小;
(2)0~2s时间内电动机提供的牵引力大小;
(3)小车匀速行驶阶段的功率。
质量为0.2 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。设球受到的空气阻力大小恒为f,取
=10m/s2,求:
(1)弹性球受到的空气阻力f的大小;
(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。