如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=300,g取10m/s2,不计两导棒间的相互作用力。
(1)若使导体棒b静止在导轨上,导体棒a向上运动的速度v多大?
(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;
如图所示,是用某种玻璃制成的横截面为圆形的圆柱体光学器件,它的折射率为
,横截面半径为R,现用一束细光线与圆柱体的轴线成
的入射角射入圆柱体,不考虑光线在圆柱体内的反射,真空中光速为
。
(1)作出光线穿过圆柱体并射出的光路图;
(2)求出该光线从圆柱体中射出时,出射光线偏离原方向的角度;;
(3)计算光线在圆柱体中的传播时间.
两根足够长的光滑平行直导线MN、PQ与水平面成
角放置,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻,一根质量为
的均匀直金属杆
放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计,现让
杆由静止开始沿导轨下滑。
(1)求
杆下滑的最大速度
;
(2)
杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中
杆下滑的距离
。
一根弹性绳沿
轴方向放置,左端在原点O处,用手握着绳的左端使其沿
轴方向做周期为
的简谐运动,于是在绳上形成一简谐波。绳上质点N的平衡位置为
,振动传播到质点M时的波形如图所示,求:
(1)绳的左端振动后经过多长时间传播到质点N;
(2)质点N开始振动时,绳的左端已通过的路程;
(3)如果从N开始振动计时,画出质点N振动的位移-时间图像。
质量为
的物体在水平推力F在作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的
图像如图所示,
取
,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数
;
(2)水平推力F的大小;
(3)
内物体运动位移的大小。
物体以
的初速度从斜面底端冲上倾角为
的斜坡,已知物体与斜面间的动摩擦因数为
(
,
,
),求:
(1)物体沿斜面上滑的最大位移;
(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小。