消防队员为了缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下,假设一名质量为60 kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面高18 m的高度)抱着竖直的杆以最短时间滑下,已知杆的质量为200 kg,消防队员着地时的速度不能大于6 m/s,手和腿对杆的最大压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度为10 m/s2,假设杆是搁在地面上的,杆在水平方向不能移动。试求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度;(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;(3)消防队员下滑的最短时间。
如图所示,在平面直角坐标系xoy中,第一象限内有一边长为L的等边三角形区域(其AO边与y轴重合、一个顶点位于坐标原点O),区域内分布着垂直纸面的匀强磁场;第二象限内分布着方向竖直向下的匀强电场。现有质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力),以速度v垂直OC边从三角形OC边中点垂直射入磁场,并垂直y轴进入电场,最后从x轴上的某点离开电场,已知粒子飞出电场时,其速度方向OC边平行。求:
(1)粒子在磁场中运动的时间;
(2)匀强电场的场强大小。
如图所示,在同一水平面上的两根导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感强度大小为1.2T。一根质量为3.6 kg,有效长度为2 m的金属棒放在导轨上.当金属棒中的电流为5 A时,金属棒做匀速直线运动;当金属棒中的电流增加到8 A时,求金属棒的加速度的大小和方向。
一电子(e,m)以速度v0与x轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中,经一段时间后,打在x轴上的P点,如图所示,则P点到O点的距离为多少?电子由O点运动到P点所用的时间为多少?
如图所示的电路中,电压表为理想表,电阻R=10 Ω,当开关S断开时,电压表示数为6 V,当开关S闭合时,电压表示数为5 V,则电源的内阻为多少?
如图所示,在半径为的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率
的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计。
⑴若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
⑵若粒子对准圆心射入,且速率为,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
⑶若粒子以速度从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上。