如图,在光滑的水平面上有一辆很长的小车以速度v向右运动,小车的质量为M ,前方很远的地方有一与车等高的竖直光滑半径为R的半圆,直径AB在竖直方向上。现在有一个质量为m的滑块以同样的速度为v冲上小车,已知车的质量大于滑块的质量,滑块与车之间的动摩擦因数为μ。求:
(1)滑块的最终速度;
(2)滑块向左运动的最远距离;
(3)如果滑块冲上小车的瞬间,车与B的距离为,且M=3m,M与B处碰后立即停下,滑块能否通过A点?若能,求出滑块落点到B的距离。
风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力.如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系.质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动,在0~2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的风力作用;小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F2=0.10N(图中未画出).试求:
(1)2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小;
(2)风力F2作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同。
如图所示,一个人用与水平方向成= 300角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子匀速前进,如图(a)所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为
=0.40.求:
(1)推力F的大小;
(2)若该人不改变力F的大小,只把力的方向变为与水平方向成300角斜向上去拉这个静止的箱子,如图(b)所示,拉力作用2.0 s后撤去,箱子最多还能运动多长距离?(g取10 m/s2).
在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形线圈abcd,现在外力的作用下从静止开始向右运动,穿过固定不动的有界匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,磁场区域的宽度大于线圈边长。测得线圈中产生的感应电动势ε的大小和运动时间变化关系如图。已知图像中三段时间分别为、
、
,且在
时间内外力为恒力。
(1)定性说明线圈在磁场中向右作何种运动?
(2)若线圈bc边刚进入磁场时测得线圈速度,bc两点间电压U,求
时间内,线圈中的平均感应电动势。
(3)若已知∶
∶
=2∶2∶1,则线框边长与磁场宽度比值为多少?
(4)若仅给线圈一个初速度v0使线圈自由向右滑入磁场,试画出线圈自bc边进入磁场开始,其后可能出现的图像。(只需要定性表现出速度的变化,除了初速度
外,不需要标出关键点的坐标)
某校在水平直道举行托乒乓球跑步比赛,比赛距离为S。某同学将球置于球拍中心,从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a,当速度达到时,再以
做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为
,如图所示,设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为
。
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度
变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为,而球拍的倾角比
大了
并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求
应满足的条件。
矩形线圈abcd,长ab="20cm" ,宽bc="10cm," 匝数n=200,线圈回路总电阻R=50Ω,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度B随时间的变化规律如图所示,求:
(1)线圈回路的感应电动势。
(2)在t=0.3s时线圈ab边所受的安培力。