如图所示,质量m=0.015kg的木块Q放在水平桌面上的A点.A的左边光滑,右边粗糙,与木块间的动摩擦因数μ=0.08.在如图的两条虚线之间存在竖直向上的匀强电场和水平向里的匀强磁场,场强分别为E=20N/C、B=1T.场区的水平宽度d=0.2m,竖直方向足够高.带正电的小球P,质量M=0.03kg,电荷量q=0.015C,以v0=0.5m/s的初速度向Q运动.与Q发生正碰后,P在电、磁场中运动的总时间t=1.0s.不计P和Q的大小,P、Q碰撞时无电量交换,重力加速度g取10m/s2,计算时取
,试求:
(1)通过受力分析判断碰后P球在电、磁场中做什么性质的运动;
(2)P从电、磁场中出来时的速度大小;
(3)P从电、磁场中出来的时刻,Q所处的位置.
跳水运动员从高于水面H=10m的跳台自由落下,身体笔直且与水面垂直.假设运动员的质量m=50kg,其体型可等效为一长度L=1.0m、直径d=0.30m的圆柱体,略去空气阻力.运动员落水后,水的等效阻力f作用于圆柱体的下端面,f的量值随落水深度Y变化的函数曲线如图所示. 该曲线可近似看作椭圆的一部分,该椭圆的长、短轴分别与坐标轴OY和Of重合.运动员入水后受到的浮力F=ρgV (V是排开水的体积)是随着入水深度线性增加的.已知椭圆的面积公式是S=πab,水的密度ρ=1.0×103kg/m3, g取10m/s2.
试求:运动员刚入水时的速度;
运动员在进入水面过程中克服浮力做的功;
为了确保运动员的安全,水池中水的深度h至少应等于多少?
如图所示,匀强磁场磁感应强度 B=0.2T,磁场宽度 L=0.3m, 一正方形金属框边长 ab=0.1m, 每边电阻R=0.2W,金属框在拉力F作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直.求:画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流i和a、b两端电压Uab随时间t的变化图线(规定以adcba为正方向);
金属框穿过磁场区域的过程中,拉力F做的功;
金属框穿过磁场区域的过程中,导线ab上所产生的热量.
如图所示,质量为m的木块从A 点水平抛出,抛出点离地面高度为,不计空气阻力.在无风情况下落地点B 到抛出点的水平距离为S;当有恒定的水平风力F时,仍以原来初速度抛出,落地点C到抛出点的水平距离为3s/4.试求:
无风情况下木块落地时的速度;
水平风力F的大小.
如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体,当温度为27°C时,两管水银面的高度差Δh=2cm.设外界大气压为1.0´105Pa(即75cmHg).为了使左、右两管中的水银面相平,求:若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到多少°C?
若温度保持27°C不变,需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?
如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m0.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ是质量为m的金属杆,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触是粗糙的,杆与导轨的电阻均不计.初始时,杆PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I0,导轨向右移动的距离为x0(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域).求:杆受到摩擦力的大小?
经过时间t,杆速度的大小v为多少?
在此过程中电阻所消耗的能量.(不考虑回路的自感).