如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后水平飞出,恰好在C点沿着切线方向进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点D后回到水平地面EF上,E点为圆形轨道的最低点。已知赛车在水平轨道AB部分运动时受到恒定阻力
0.4N,赛车的质量
0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m,B、C两点的高度差
0.45m,连线
和竖直方向的夹角
,圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力忽略不计,取重力加速度
,
,
。求:
(1)赛车运动到C点时速度
的大小;
(2)赛车经过最高点D处时受到轨道对它压力ND的大小;
(3)赛车电动机工作的时间
。
宇航员站在某星球表面,从高h处以初速度v0水平抛出一个小球,小球落到星球表面时,与抛出点的水平距离是x,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求
(1)该星球的质量M。
(2)该星球的第一宇宙速度。
如图所示,一个人用一根长1 m、只能承受74 N拉力的绳子,拴着一个质量为1 kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面h=6 m.转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(取g=10 m/s2)
(1)绳子断时小球运动的角速度多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?
如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m,用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方有水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q. 重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1.
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和系统机械能减少量
.
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.(设CD始终在磁场中运动)
如图所示,一个面积s=0.2m2的单匝圆形线圈,M、N两端间距很小可以忽略,线圈处于变化的磁场中,磁场的磁感应强度按B=
T的规律变化。线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=BmS
cos(
t),其中Bm为磁感应强度的最大值,
为磁场变化的角速度,线圈的电阻r=2
,外接电阻R=18
.(电压表为理想交流电压表)求:
(1).当
时电压表的示数。
(2).变化的电流一个周期在电阻R上产生的热量Q。
(3).从t=0开始到
这段时间通过圆形线圈的电量q.
如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的光滑金属导轨,导轨间距为l=0.5m。质量m=1kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B=2T,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,导轨电阻不计。ab杆受水平恒力F的作用后由静止开始向右做变加速运动,后做匀速运动。匀速时ab杆的速度为v=2m/s,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)匀速时ab杆受到的水平恒力F的大小;
(2)速度等于1m/s时金属杆的加速度大小。