两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=0.05kg,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右运动时,从某一时刻开始释放cd杆,并且开始计时,cd杆运动速度随时间变化的图像如图乙所示(在0~1s和2~3s内,对应图线为直线。g=10m/s2)。求:
(1)在0~1s时间内,回路中感应电流I1的大小;
(2)在0~3s时间内,ab杆在水平导轨上运动的最大速度Vm;
(3)已知1~2s内,ab杆做匀加速直线运动,写出1~2s内拉力F随时间t变化的关系式,并在图丙中画出在0~3s内,拉力F随时间t变化的图像。(不需要写出计算过程,只需写出表达式和画出图线)
在游乐场中,有一种大型游戏机叫“跳楼机”参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m处,然后由静止释放,为研究方便,可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零,然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面,取,求
(1)座椅在自由下落结束时刻的速度
(2)座椅在匀减速阶段的时间
(3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍
如图所示,AB.CD均是固定在同一竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,圆轨道半径均为R=0.800m,下端点B.C间距L=0.900m,与紧靠的水平传送带上表面处于同一高度,传送带沿逆时针方向的传动速度恒为v=1.00m/s,一质量m=1.00kg的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,若物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.0200,不计物块经过轨道与传送带连接处B.C时的机械能损失,取,试求:
(1)物块第一次沿CD轨道上山的最大高度
(2)物块从开始运动到第21次返回AB轨道的过程中,在传送带上运动的时间
(3)物块从第21次至第101次返回AB轨道的过程中,与传送带间摩擦产生的热量
如图所示,在xoy平面内,有沿x轴正方向的匀强电场(图中未画出),一质量为m、电荷量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以某一速度射入电场,A.B为其运动轨迹上的两点,且对应的横坐标,已知该粒子在A点的速度大小为v,方向与电场方向的夹角为60°,当粒子运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°,不计粒子重力,求:
(1)粒子的初速度
(2)A.B两点间的电势差
(3)A点的坐标
如图甲所示,质量分别为2m和m的A.B两物体通过足够长的细线绕过光滑轻质滑轮,轻弹簧下端与地面相连,B放在弹簧上端但不栓接,A放在光滑的固定斜面上,开始时用手按住A,使细线刚好拉直且无拉力,滑轮左侧细线竖直,右侧细线与斜面平行,释放A后它沿斜面下滑,物体B在弹簧恢复原长之前的加速度随弹簧压缩量x的变化规律如图乙所示,当弹簧刚好恢复原长时,B获得的速度为v,若重力加速度为g,求
(1)斜面倾角α
(2)A和B刚开始运动时,细线中的张力
(3)弹簧最大的弹性势能
如图所示,小车上有一个固定支架,支架上用长为L的绝缘细线悬挂质量为m、电量为+q的小球,处于水平方向的匀强电场中(图中未画出),小车在竖直固定挡板右侧某处,向着挡板从静止开始做加速度a=g的匀加速直线运动,此过程细线刚好保持竖直,当小车碰到挡板就立即停止运动,且此时电场方向变为竖直向下,电场强度大小保持不变,求小车停止后
(1)匀强电场的电场强度大小
(2)要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,到达最高点时的最小速度;
(3)要使小球只在悬点下方的半圆周内运动,小车刚开始运动时其左侧与挡板的最大距离x