如图1所示,A、B为水平放置的平行金属板,板间距离为d(d远小于板的长和宽).在两板的中心各有小孔O和O’,O和O’ 处在同一竖直线上.在两板之间有一带负电的质点P.已知A、B间所加电压为U0时,质点P所受的电场力恰好与重力平衡.现在A、B 间加上如图2所示随时间t作周期性变化的电压U,已知周期
(g为重力加速度).在第一个周期内的某一时刻t0,在A、B 间的中点处由静止释放质点P,一段时间后质点P从金属板的小孔飞出.
(1)t0在什么范围内,可使质点在飞出小孔之前运动的时间达到最短?
(2)t0在哪一时刻,可使质点P从小孔飞出时的速度达到最大?
(12分)发电机转子是100匝,边长为20cm的正方形线圈,将它置于B=0.05T的匀强磁场中,绕着垂直于磁场方向的轴以rad/s的角速度转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂直,已知线圈的电阻为2
,外电路的电阻为8
,试求:
(1)交变电流的瞬时表达式?
(2)外电路上所消耗的功率?
(3)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻的电量?
如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的、
两个物块,
物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N.
、
间的动摩擦因数为0.4,
与转盘间的动摩擦因数为0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时,细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时,传感器上就会显示相应的读数
.
求:(1)绳子刚有拉力时转盘的角速度;
(2)A物块刚脱离B物块时转盘的角速度;
(3)绳子刚断开时转盘的角速度;
(4)试通过计算在坐标系中作出图象(作在答题卡上).
取10m/s2.
如图所示,固定的光滑圆弧轨道的半径为0.8m,
点与圆心
在同一水平线上,圆弧轨道底端
点与圆心在同一竖直线上.
点离
点的竖直高度为0.2m.物块从轨道上的
点由静止释放,滑过
点后进入足够长的水平传送带,传送带由电动机驱动按图示方向运转,不计物块通过轨道与传送带交接处的动能损失,物块与传送带间的动摩擦因数为0.1,
取10m/s2.
(1)求物块从点下滑到
点时速度的大小.
(2)若物块从点下滑到传送带上后,又恰能返回到
点,求物块在传送带上第一次往返所用的时间.
如图所示,一个质量为2kg的物体静止在光滑水平面上. 现沿水平方向对物体施加10N的拉力,取10m/s2,
求:
(1)物体运动时加速度的大小;
(2)物体运动3s时速度的大小;
(3)物体从开始运动到位移为10m时经历的时间.
(9分)如图所示,光滑轨道固定在竖直平面内,其中BCD为细管,AB只有外轨道,AB段和BC段均为半径为R的四分之一圆弧.一小球从距离水平地面高为H(未知)的管口D处静止释放,最后恰能够到达A点,并水平抛出落到地面上.求:
(1) 小球到达A点速度vA;
(2) 平抛运动的水平位移x;
(3) D点到水平地面的竖直高度H.