(8分)如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止释放,用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N,改变H的大小,可测出相应的N的大小,N随H的变化关系如图乙折线PQI所示(PQ与QI两直线相连接于Q点),QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)图线上的PQ段是对应物块在哪段轨道上由静止释放(无需说明理由)?并求出小物块的质量m;
(2)圆轨道的半径R、轨道DC所对应的圆心角θ;
(3)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ。
如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S = 0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气。A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa,平衡时两活塞之间的距离l0 =" 0.6" m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡。此时用于压A的力F =" 500" N。求活塞A下移的距离。
如图所示,在地面附近,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在x<0的区域内还有沿X轴负向的匀强电场,场强大小为E。一个带正电油滴经图中x轴上的M点,沿着与水平方向成α=300角斜向下做直线运动,进入x>0的区域。要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动。需在x>0的区域内加一个匀强电场,若带电油滴做圆周运动通过x轴上的N点,且MO=NO。
求:
①油滴的运动速度的大小?
②在x>0的区域内所加的电场强度的大小和方向?
③油滴从x轴上的M点到达x轴上的N点所用的时间?
质量为0.5kg的小物块A放在质量为1kg的足够长木板B的左端,木板B在水平拉力的作用下沿地面匀速向右滑动,且A、B相对静止。某时刻撤去水平拉力,则经过一段时间后A在B上相对于B向右滑行了1.5m的距离,最后A和B都停下来。已知A、B间的动摩擦系数为μ1=0.2,B与地面间的动摩擦系数为μ2=0.4。求B在地面上滑行的距离。
光滑的斜面倾角θ=30º,斜面底端有弹性挡板P,长2l、质量为M的两端开口的圆筒置与斜面上,下端在B点处, PB=2l,圆筒的中点处有一质量为m的活塞,M=m.活塞与圆筒壁紧密接触,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等为f=mg/2.每当圆筒中的活塞运动到斜面上AB区间时总受到一个沿斜面向上F=mg的恒力作用,AB=l.现由静止开始从B点处释放圆筒.
(1)求活塞位于AB区间之上和进入AB区间内时活塞的加速度大小;
(2)求圆筒第一次与挡板P碰撞前的速度和经历的时间;
(3)圆筒第一次与挡板P瞬间碰撞后以原速度大小返回,求圆筒沿斜面上升到最高点的时间.
如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3 Ω的定值电阻R. 在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B、磁场区域的高度为d="0.5" m. 导体棒a的质量ma="0.2" kg,电阻Ra="3" Ω;导体棒b的质量mb="0.l" kg,电阻Rb="6" Ω.它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时a正好进入磁场. 设重力加速度为g="l0" m/s2. (不计a、b之间的作用,整个运动过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好)求:
(1)在整个过程中,a、b两棒克服安培力分别做的功;
(2)a进入磁场的速度与b进入磁场的速度之比;
(3)分别求出M点和N点距L1的高度.