如图甲所示,MN、PQ为间距L="0" .5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。取g=10m/s2。求:
(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)cd离NQ的距离s;
(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量;
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)。
如图所示,离子发生器发射一束质量为m,电荷量为+q的离子,从静止经PQ两板间的加速电压U0加速后,再以某一初速度从a点沿ab方向进入匀强电场区域,abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界,已知正方形的边长为L,匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d。(不计重力)
(1)求离子进入匀强电场的初速度v0?
(2)若离子恰从c点飞离电场,求ac两点间的电势差Uac?
如图,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C 点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC=60°,求:
⑴滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;
⑵滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;
⑶弹簧被锁定时具有的弹性势能。
一平板车,质量M =100kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h =1.25m。一质量m =50kg的滑块置于车的平板上,它到车板末端的距离b=1.00m,与车板间的动摩擦因数μ=0.20,如图所示,今对平板车施一水平方向的恒力,使车向前行驶,结果滑块从车板上滑落,滑块刚离开车板的时刻,车向前行驶的距离s0=2.00m。求滑块落地时,落地点到车尾的距离s(不计路面与平板车间以及轮轴的摩擦,g=10m/s2)
传送皮带在生产生活中有着广泛的应用,一运煤传送皮带与水平面夹角为30°,以2m/s的恒定速度顺时针运行。现将一质量为10kg的煤块(视为质点)轻放于底端,经一段时间送到高2m的平台上,煤块与皮带间的动摩擦因数为μ=,取g=10m/s2,求
(1)煤块从底端到平台的时间;
(2)带动皮带的电动机由于传送煤块多消耗的电能。
如图所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点,与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉。已知OP=,在A点给小球一个水平向左的初速度v0,发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B,则:
(1)小球到达B点时的速率?
(2)若不计空气阻力,则初速度v0为多少?
(3)若初速度v0=,则在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功?