如图所示,MN、PQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨在导体棒的中点对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1 J,g取10 m/s2.求:
到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.
如图所示,把一个倾角为
、高度为
的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强度大小为
,有一质量为
、带电荷量为
的物体以初速度
,从M点滑上斜面恰好能沿斜面匀速向上运动。求物体与斜面间的动摩擦因数。
如图所示,半径
=0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量
=0.1kg的小球,以初速度
=8m/s在水平地面上向左作加速度
=4m/s2的匀减速直线运动,运动4m后,冲上竖直半圆环,经过最高点B最后小球落在C点。取重力加速度
=10m/s2。求:
(1)小球到达A点时速度大小;
(2)小球经过B点时对轨道的压力大小;
(3)A、C两点间的距离。
如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块过B点时速度为
,物块与桌面的动摩擦因数μ=0.4,B、D间水平距离
=2.5m,物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。(不计空气阻力,g=10m/s2)求:
(1)物块离开桌面D时的速度大小;
(2)P点到桌面的竖直距离h;
(3)判断m2能否沿圆轨道到达M点(要求计算过程);
(4)释放后m2运动过程中克服桌面摩擦力做的功.
(10分)如图所示,水平台AB距地面CD高h=0.80m。有一小滑块从A点以6.00m/s的初速度在水平台上由于摩擦力作用做匀减速直线运动,并从平台边缘的B点水平飞出,最后落在地面上的D点。已知AB=2.20m,CD= 2.00m。(不计空气阻力,g取10m/s2)。求:
(1)小滑块运动到B点时的速度大小;
(2)滑块与平台间的动摩擦因数。
某颗人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球飞行,其运动可视为匀速圆周运动。已知地球半径为R,地面附近的重力加速度为g。求:
(1)卫星在圆形轨道上运行速度的表达式;
(2)卫星在圆形轨道上运行周期的表达式。