如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送,斜面与传送带靠在一起并与传送带上表面连成一直线,与水平方向夹角为
,传送带以较大的恒定速率转动,传送方向向上,木板与传送带之间动摩擦因数为常数,已知木板放在斜面或者传送带上任意位置时,支持力均匀作用在木板底部,将木板静止放在传送带和光滑斜面之间某一位置,位于传送带部位的长度设为x,当
时,木板能保持静止。
(l)设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f,试在0≤x≤L范围内,画出f—x图象.(本小题仅根据图象给分)
(2)木板从
的位置静止释放,当移动到x=L的位置时,木板的速度多大?
(3)在(2)的过程中,木块的机械能增加量设为△E,传送带因运送木板而多消耗的电能设为w,试比较△E和w的大小关系,用文字说明理由。
(10分)如图所示,处于匀强磁场中的两根光滑足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m,导轨平面与水平面成θ=37°角,上端连接阻值为R=2 Ω的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度B=0.4 T。质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属棒ab,以初速度v0从导轨底端向上滑行,金属棒ab在安培力和一平行于导轨平面的外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=3 m/s2、方向和初速度方向相反,在金属棒运动过程中,电阻R消耗的最大功率为1.28 W。设金属棒与导轨垂直并保持良好接触(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:
(1)金属棒产生的感应电动势的最大值;
(2)金属棒初速度v0的大小;
(3)当金属棒速度的大小为初速度一半时施加在金属棒上外力F的大小和方向。
如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆柱形匀强磁场区域,圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场。现从坐标原点O向纸面不同方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r,已知质子的电荷量为e,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求:
(1)质子进入磁场时的速度大小
(2)沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间。
两磁铁各固定放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极相对,推动一下,使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m/s,乙的速率为3 m/s,方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰,则两车最近时,乙的速度为多大?
如图14所示,半径为R的半圆柱形玻璃砖某一截面的圆心为O点.有两条光线垂直于水平柱面射入玻璃砖中,其中一条光线通过圆心O,另一条光线通过A点,且OA=
.这两条光线射出玻璃砖后相交于一点,该点到O点的距离为
R,求玻璃的折射率.
如图12所示,足够长的圆柱形汽缸竖直放置,其横截面积为1×10-3 m2,汽缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与汽缸壁封闭良好,不计摩擦.开始时活塞被销子K固定于如图所示位置,离缸底12 cm,此时汽缸内被封闭气体的压强1.5×105 Pa,温度为300 K.外界大气压为1.0×105 Pa,g=10 m/s2.现对密闭气体加热,当温度升高到一定程度时,拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,汽缸内气体的温度为360 K,则这时活塞离缸底的距离为多少?