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;
航天宇航员在月球表面完成了如下实验:如图所示,在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道,在轨道内的最低点,放一可视为质点的小球,当给小球水平初速度v0时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知圆形轨道半径为r,月球的半径为R。求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)轨道半径为2R的环月卫星周期T。
汽车正以的速度在平直公路上行驶,突然发现正前方有一辆自行车以
的速度作同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门作加速度大小为
的匀减速运动,汽车恰好没有碰上自行车,求关闭油门时汽车与自行车的距离。
某同学是这样解的:
汽车关闭油门后的滑行时间和滑行距离分别为:;
在相同时间内,自行车的前进的距离为:
关闭油门时汽车与自行车的距离为:
你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请用你自己的方法算出正确结果.
如图所示,一质量为M=1.2kg的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h=1.8m。一质量为m=20g的子弹以水平速度v0=100m/s射入物块,在很短的时间内以水平速度穿出。已知物块落地点离桌面边缘的水平距离x为0.9m,取重力加速度g=10m/s2,求子弹穿出物块时速度v的大小。
如图所示,一个半径为R的透明圆柱体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入圆柱体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知OA=
,该圆柱体对蓝光的折射率为
,则:
①它从圆柱面射出时的出射角β为多大?
②若换用一束红光同样从A点射向该圆柱体,则它从圆柱体射出后在水平面上形成的光点在C点的哪侧?
如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为S,气体最初的体积为V0,气体最初的压强为p0/2,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的。开始活塞被固定,打开固定螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,设周围环境温度保持不变,已知大气压强为p0,重力加速度为g。若一定质量理想气体的内能仅由温度决定,求:
①活塞停在B点时缸内封闭气体的体积V;
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q。