如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg(g为重力加速度),滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,求:若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
改变s的大小,使滑块能沿圆周轨道滑行至与圆心等高的G点,求s应满足的条件。
人造地球卫星在距地球表面高度等于地球半径3倍处做匀速圆周运动。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,求:
(1)卫星的线速度;
(2)卫星围绕地球做匀速圆周运动的周期。
如图所示,BC为半径等于R=竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,BO与竖直线的夹角为45°;在圆管的末端C连接一光滑水平面,水平面上一质量为M=1.5kg的木块与一轻质弹簧拴接,轻弹簧的另一端固定于竖直墙壁上.现有一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球从进入圆管开始即受到始终竖直向上的力F=5N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失.小球过后与木块发生完全非弹性碰撞(g=10m/s2).求:
(1)小球在A点水平抛出的初速度v0;
(2)小球在圆管运动中对圆管的压力N;
(3)弹簧的最大弹性势能EP.
如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,与内阻r为0.5Ω的电源相连,导轨平面与水平面成45 o角。整个装置处在方向竖直向下,磁感应强度B为1T的匀强磁场中,当滑动变阻器调至阻值为零时,在导轨上放置一质量为0.2kg的金属棒MN,恰好处于静止状态,经测量,导轨间的金属棒电阻值R为0.5Ω。导轨、导线电阻不计,g取10m/s2
(1)求金属棒所受安培力的大小,并指明金属棒上电流的方向;
(2)计算电源电动势E。
如图所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆形轨道,若小球在两圆形轨道的最高点的压力都恰好为零,试求CD段的长度?
有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。(g取10 m/s2)
(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s ,汽车对桥的压力有多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?
(3)汽车对地面的压力过小时不安全的,因此从这个角度讲,汽车过桥时的速度不能过大,对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些比较安全?