如图所示,两条足够长的互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L=0.5m.在导轨的一端接有阻值为0.8Ω的电阻R,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=1T.一质量m=0.2kg的金属杆垂直放置在导轨上,金属直杆的电阻是r=0.2Ω,其他电阻忽略不计,金属直杆以一定的初速度v0=4m/s进入磁场,同时受到沿x轴正方向的恒力F=3.5N的作用,在x=6m处速度达到稳定.求:
(1)金属直杆达到的稳定速度v1是多大?
(2)从金属直杆进入磁场到金属直杆达到稳定速度的过程中,电阻R上产生的热量是多大?通过R的电量是多大?
长L=0.5 m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=2 kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动,如图所示.在A通过最高点时,求下列两种情况下杆对A的作用力的大小并指出是拉力还是支持力:
(1)A的速率为1 m/s;
(2)A的速率为4 m/s.(g=10 m/s2)
跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用依山势特别建造的跳台进行的。运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观。设一位运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出,到山坡上的B点着陆。如图所示,已知运动员水平飞出的速度为v0= 20m/s,山坡倾角为θ= 37°,山坡可以看成一个斜面。(g = 10m/s2,sin37º= 0.6,cos37º= 0.8)求
(1)运动员在空中飞行的时间t
(2)AB间的距离s
长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点.让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图.求摆线L与竖直方向的夹角为α时:
(1)线的拉力F;
(2)小球运动的线速度的大小;
(3)小球运动的角速度及周期.
在足够大的光滑水平桌面上,一质量m=1kg的小球静止在图示坐标系的原点O处。从t=0时刻起,小球受到沿+x方向的大小为F1=2N的恒定拉力作用开始运动。在t=1s时刻,撤去F1,立即换成沿+y方向的大小为F2=2N的恒定拉力作用在物体上。在t=2s时刻,把F2也撤去。在t=3s时刻,小球开始进入一个固定在水平桌面上的圆形光滑细管道(在图上只画了该管道的管口,管道的内径略微大于小球的直径)。已知小球是沿管道的切线方向进入管道的,且已知该管道的圆心在y轴上。求:
(1)t=2s时刻,小球的位置坐标
(2)进入管道后,小球对管道水平方向上作用力的大小
(3)沿着管道,小球第一次到达y轴的位置
竖直直杆上有相距L的A、B两点,取一段长为2L的光滑细线,将这段细线穿过一个质量为m的小环(小环半径很小,可忽略不计),然后把细线的一端固定于直杆上的A点,另一端固定于直杆上的B点,再使竖直杆以自身为轴转动,导致小环在水平面内做圆周运动,逐渐缓慢地增加转动的角速度,直到使细线的一部分呈水平状态,如图所示。(重力加速度为g)求:
(1)此时,细线上水平部分(即图示BC段)的长度
(2)此时,细线中的拉力大小
(3)此时,系统转动的角速度