文昌清澜跨海大桥于2012年8月竣工。工人在一小山丘某处挥铲平整土地,设某石块离开铲后做平抛运动,落地点离抛出点的水平距离,竖直高度
,如图所示。重力加速度
。求:
(1)石块下落的时间;
(2)石块做平抛运动的初速度
如图所示,间距为、半径为
的内壁光滑的
圆弧固定轨道,右端通过导线接有阻值为
的电阻,圆弧轨道处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为
。质量为
、电阻为
、长度也为
的金属棒,从与圆心等高的
处由静止开始下滑,到达底端
时,对轨道的压力恰好等于金属棒的重力2倍,不计导轨和导线的电阻,空气阻力忽略不计,重力加速度为
。求:
(1)金属棒到达底端时,电阻两端的电压
多大;
(2)金属棒从处由静止开始下滑,到达底端
的过程中,通过电阻
的电量
;
(3)用外力将金属棒以恒定的速率从轨道的低端
拉回与圆心等高的
处的过程中,电阻
产生的热量
。
如图甲所示,固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为,左端用导线相连。质量为
,电阻为
的金属棒
垂直导轨静止在导轨平面上,金属棒
与导轨左端的距离
,金属棒与导轨间的动摩擦因数均为
,导与线导轨的电阻均不计。现将整个装置置于垂直于轨道平面竖直向上的磁场中,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略金属棒与导轨上电流之间的相互作用,
。求:
(1)金属棒未出现滑动之前,通过金属棒中电流的大小和方向;
(2)从时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中,金属棒产生的热量。
质量为的物块
以
速度沿粗糙水平面滑向静止在水平面上质量为
的物块
,物块
和物块
碰撞时间极短,碰后两物块粘在一起。已知物块
和物块
均可视为质点,两物块间的距离为
,两物块与水平面间的动摩擦因数均为
,重力加速度
。求:
(1)物块和物块
碰撞前的瞬间,物块
的速度
大小;
(2)物块和物块
碰撞的过程中,物块
对物块
的冲量
;
(3)物块和物块
碰撞的过程中,系统损失的机械能
。
如图所示,传送带以一定速度沿水平方向匀速运动,将质量m=1.0kg的小物块轻轻放在传送带上的P点,物块运动到A点后被水平抛出,小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑.B、C为圆弧的两端点,其连线水平,轨道最低点为O,已知圆弧对应圆心角θ=106°,圆弧半径R=1.0m,A点距水平面的高度h=0.8m,小物块离开C点后恰好能无碰撞地沿固定斜面向上滑动,经过 0.8s小物块经过D点,已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ=.(取sin53°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)小物块在B点的速度为速度大小;
(2)小物块经过O点时,它对轨道的压力大小;
(3)斜面上C、D间的距离.
风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力.如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系.质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动,在0~2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的风力作用;小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F2=0.10N(图中未画出).试求:
(1)2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小;
(2)风力F2作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同。