如图所示,车厢内的小桌上固定一光滑斜面,车厢的总质量为M(小球除外)、小球的质量为m,斜面倾角为a,车在水平推力F1作用下向右做匀加速直线运动,小球(视为质点)始终与车相对静止,小球距桌面的高度为h,离桌面边缘水平距离为L.车在运动过程中所受的阻力等于车对地面压力的k倍,重力加速度为g.
(1)求水平推力F1的大小;
(2)若M=l0kg,k=0.20,h=0.20m,L=0.30m,g= l0m/s2.当车速为v0 =15m/s时,撤去推力F1同时对车施加水平向左的拉力F2(如虚线所示),小球立即离开斜向右飞去.为使小球在运动中不碰到桌子,所加拉力F2应满足什么条件?
图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强p0,温度为T0=273K,连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时,各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求
(ⅰ)第二次平衡时氮气的体积;
(ⅱ)水的温度。
如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l="1" m,m="1" kg,R="0.3" Ω,r="0.2" Ω,s="1" m)
(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动.
(2)求磁感应强度B的大小.
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0- x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移v-x变化所对应的各种可能的图线.
一质量为60kg的跳伞运动员做低空跳伞表演,他在离地面224 m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动.一段时间后,立即打开降落伞,以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5 m/s(取g=10 m/s2),求:
(1)运动员展开伞时,离地面高度至少为多少?
(2)运动员展开伞后,所受到的阻力为多少?
(3)运动员在空中的最短时间是多少?
如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd,t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.
(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第ls内运动的距离x;
(2)写出第2s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)求出线圈ab边的长度L2.
如图所示,在平面坐标系xoy内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第I、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外.一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(一2L,一L)点以速度沿
轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,
从P(2L,O)点射出磁场.不计粒子重力,求:
(1)电场强度与磁感应强度大小之比
(2)粒子在磁场与电场中运动时间之比