(14分)一根电阻R=0.6 Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1 m,圆形线圈质量m=1 kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场,如图15所示.若线圈以初动能E0=5 J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场0.5 m时,线圈中产生的电能为E=3 J.求:
(1)此时线圈的运动速度的大小;
(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压;
(3)此时线圈加速度的大小.
如图所示,直角三棱镜折射率为,∠B=30°,一束单色光垂直于AC面射向棱镜,入射点为O,试画出光在棱镜中传播的光路图,并求出光射出棱镜时折射角。(不考虑BC面对光线的反射)
如图所示,导热气缸平放在水平地面上,用横截面积为S=0.1×10-2 m2的光滑活塞A和B封闭两部分理想气体I和Ⅱ,活塞A、B的质量分别为mA="2" kg,mB="4" kg,活塞A、B到气缸底部的距离分别为20 cm和8 cm。现将气缸转至开口向上,环境温度不变,外界大气压强p0=1.0×105Pa。待状态稳定时,求活塞A移动的距离。
在如图所示的xoy,平面直角坐标系中,一足够长绝缘薄板正好和x轴的正半轴重合,在y>a和y<-a的区域内均分布着方向垂直纸面向里的相同的匀强磁场。一带正电粒子,从y轴上的(0,a)点以速度v沿与y轴负向成45°角出射。带电粒子与挡板碰撞前后,x方向的分速度不变,y方向的分速度反向、大小不变。已知粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度的大小。不计粒子的重力。
(1)求粒子进入下方磁场后第一次打在绝缘板上的位置
(2)若在绝缘板上的合适位置开一小孔,粒子穿过后能再次回到出发点。写出在板上开这一小孔可能的位置坐标(不需要写出过程)
(3)在满足(2)的情况下,求粒子从出射到再次返回出发点的时间
如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m="2" kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F="36" N,运动过程中所受空气阻力大小恒为f="4" N。g取10 m/s2。
(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞。求在t="5" s时离地面的高度h;
(2)当无人机悬停在距离地面高度H="100" m处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落地面时的速度v;
(3)在无人机坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1
如图所示,光滑平台上有两个刚性小球A和B,质量分别为2m和3m,小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程不损失机械能),小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中,小车与沙子的总质量为m,速度为2v0,小车行驶的路面近似看做是光滑的,求:
(1)碰撞后小球A和小球B的速度;
(2)小球B掉入小车后的速度。