如图甲所示,相距为L的光滑足够长平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中,OO′为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计.在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L的距离,其v-s的关系图象如图乙所示,求:
(1) 在金属杆ab穿过磁场的过程中,通过ab杆的感应电流方向;
(2)金属杆ab离开磁场后的加速度a;
(3)金属杆ab在离开磁场前瞬间的加速度a';
(4)在整个过程中电阻R上产生的电热Q1是多少?
如图所示,一水平圆盘半径为R=0.2 m,绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0 kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为53°,BC段水平,滑块与圆盘及轨道ABC间的动摩擦因数均为μ=0.5,A点离B点所在水平面的高度h=1.2 m。滑块沿轨道AB下滑至B点、速度刚好沿水平方向时与静止悬挂在此处的小球发生正碰,碰撞后小球刚好能摆到与悬点O同一高度处,而滑块沿水平轨道BC继续滑动到C点停下。已知小球质量m0=0.50 kg,悬绳长L=0.80 m,滑块和小球均视为质点,不计滑块在过渡圆管处和B点的机械能损失,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g="10" m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求滑块从圆盘上滑入轨道A点时的速度大小vA
(2)求滑块到达B点与小球发生碰撞时的速度大小vB
(3)若滑块与小球碰撞时间不计,求滑块在轨道ABC上运动的总时间及BC之间的距离。
2005年10月12日上午9时,“神州”六号载人飞船发射升空。火箭点火起飞,588秒后,飞船与火箭分离,准确入轨,进入椭圆轨道运行。飞船飞行到第5圈实施变轨,进入圆形轨道绕地球飞行。设“神州”六号飞船质量为m,当它在椭圆轨道上运行时,其近地点距地面高度为h1,飞船速度为v1,加速度为a1;在远地点距地面高度为h2,飞船速度为v2.已知地球半径为R(如图所示),求飞船
(1)由远地点到近地点万有引力所做的功
(2)在远地点的加速度a2
如图所示,摩托车做腾跃特技表演,以初速度v0冲上高为h、顶部水平的高台,然后从高台水平飞出.若摩托车始终以额定功率P行驶,经时间t从坡底到达坡顶.已知人和车的总质量为m,各种阻力的影响可忽略不计。求人和车飞出的水平距离s.
如图所示,在一绝缘粗糙的水平桌面上,用一长为2L的绝缘轻杆连接两个完全相同、 质量均为m的可视为质点的小球A和B球带电量为+q, B球不带电.开始时轻杆的中垂 线与竖直虚线MP重合,虚线NQ与MP平行且相距4L.在MP、NQ间加水平向右、电场强 度为E的匀强电场,AB球恰能静止在粗糙桌面上。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)A,B球与桌面间的动摩擦因数
(2) 若A球带电量为+8q时,S球带电量为-8q,将AB球由开始位置从静止释放,求A 球运动到最右端时拒虚线NQ的距离d,及AB系统从开始运动到最终静止所运动的总路程s:
(3) 若有质量为km、带电量为-k2q的C球,向右运动与B球正碰后粘合在一起,为 使A球刚好能到达虚线NQ的位置,问k取何值时,C与B碰撞前瞬间C球的速度最小? C球速度的最小值为多大?(各小球与桌面间的动摩擦因数都相同。)
如图所示,在直角坐标系xOy内,有一质量为m,电荷量为+q的粒子A从原点O沿y 轴正方向以初速度V0射出,粒子重力忽略不计,现要求该粒子能通过点P(a, -b),可通 过在粒子运动的空间范围内加适当的“场”来实现。
(1) 若只在整个I、II象限内加垂直纸面向外的匀强磁场,使粒子A在磁场中作匀速 圆周运动,并能到达P点,求磁感应强度B的大小;
(2) 若只在x轴上某点固定一带负电的点电荷 Q,使粒子A在Q产生的电场中作匀速圆周运动,并能到达P点,求点电荷Q的电量大小;
(3) 若在整个I、II象限内加垂直纸面向外的 匀强磁场,并在第IV象限内加平行于x轴,沿x轴 正方向的匀强电场,也能使粒子A运动到达P点。如果此过程中粒子A在电、磁场中运动的时间相等,求磁感应强度B的大小和电场强度E的大小