(强化班、实验班、奥赛班同学做)如图,将质量m=1.55kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数m=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角q=53°的拉力F,使圆环沿杆向右匀速运动,求F的大小。(取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)。
做匀加速直线运动的物体途中依次经过A、B、C三点,已知AB=BC,AB段和BC段的平均速度分别为=3m/s、
=6m/s,则
(1)物体经B点时的瞬时速度为多大?
(2)若物体运动的加速度a=2m/s2,试求AC的距离。
(14分)如下图,竖直平面坐标系的第一象限,有垂直
面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直
面向里的水平匀强电场,大小也为
;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为
的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点
相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于
.一质量为
的带电小球从
轴上(
)的
点沿
轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点
,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过
点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为
).
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)点距坐标原点
至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过
点开始计时,经时间
小球距坐标原点
的距离
为多远?
(10分).如图所示,金属杆,在竖直平面内贴着光滑平行金属导轨下滑,导轨的间距
,导轨上端接有
的电阻,导轨与金属杆的电阻不计,整个装置处于
的水平匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.当金属杆
下滑时,每秒钟有
的重力势能减少,求
杆下滑的速度的大小(不计空气阻力).
(10分).质量为的物体在一恒定水平外力
作用下,沿水平面作直线运动,其速度与时间关系图像如图所示.
,试求:
(1)恒力的大小;
(2)地面动摩擦因数.
(14分)如图所示,水平方向有界匀强磁场的高度h=1m、磁感应强度B=T。竖直放置的“日”字型闭合导体线框ABFE,宽L=1m,质量m=0.25kg,AC、CE的长度都大于h,AB边的电阻RAB=1Ω、CD边的电阻RCD=2Ω、EF边的电阻REF=3Ω,其余电阻不计。线框由静止下落,AB边进入磁场时恰能匀速运动,不计空气阻力,g取10m/s2。求:
(1)开始下落时,线框AB边离磁场上边界的高度h1为多少?
(2)若线框CD边刚进入磁场时也做匀速运动,AB边与CD边的距离h2为多少?
(3)在满足(1)(2)前提下,若线框EF边刚进磁场时也做匀速运动,则从开始下落到EF边离开磁场过程中,线框中产生的焦耳热Q为多少?