在竖直平面内有一个光滑的半圆轨道,轨道两端连线即直径在竖直方向,轨道半径为0.9m,一个质量为0.5kg的小球以一定的初速度滚上轨道(取g=10m/s2)。求:
(1)小球在最高点不脱离轨道的最小速率是多少?
(2)小球在最高点速率v=4m/s时,小球对轨道的压力是多少?
一小型水电站,其交流发电机的输出功率为1000kW,输出电压为1000V,在输电过程中,要求输电线能量损耗不大于4%,已知输电线电阻为16,用户降压变压器的输出电压为240V,求送电线路中,升压变压器与降压变压器的变压比各多大?(升降压变压器均为理想变压器)
分如图所示,水平放置足够长的电阻不计的粗糙平行金属导轨、
相距为
,三根质量均为
的导体棒
、
、
相距一定距离垂直放在导轨上且与导轨间动摩擦因数均为
,导体棒
、
的电阻均为
,导体棒
的电阻为
。有磁感应强度为
的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面方向向上。现用一平行于导轨水平向右的足够大的拉力F作用在导体棒
上,使之由静止开始向右做加速运动,导体棒始终与导轨垂直且接触良好,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略导体棒间的相互作用,求:
(1)当导体棒刚开始运动时,导体棒
的速度大小;
(2)当导体棒刚开始运动时撤去拉力F,撤力后电路中产生焦耳热为
,撤去拉力F后导体棒
在导轨上滑行的距离
如图所示,在距水平地面高的水平桌面一端的边缘放置一个质量
的木块
,桌面的另一端有一块质量
的木块
以初速度
开始向着木块
滑动,经过时间
与
发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。木块
离开桌面后落到地面上的
点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知
点距桌面边缘的水平距离
,木块A与桌面间的动摩擦因数
,重力加速度取
。求:
(1)两木块碰撞前瞬间,木块的速度大小;
(2)木块离开桌面时的速度大小;
(3)碰撞过程中损失的机械能。
如图所示,在坐标系坐标原点O处有一点状的放射源,它向
平面内的
轴上方各个方向发射
粒子,
粒子的速度大小均为
,在
的区域内分布有指向
轴正方向的匀强电场,场强大小为
,其中
与
分别为
粒子的电量和质量;在
的区域内分布有垂直于
平面向里的匀强磁场,
为电场和磁场的边界.
为一块很大的平面感光板垂直于
平面且平行于
轴,放置于
处,如图所示.观察发现此时恰好无粒子打到
板上.(不考虑
粒子的重力及粒子间的相互作用),求:
(1)粒子通过电场和磁场边界
时的速度大小及距y轴的最大距离;
(2)磁感应强度的大小;
(3)将板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上?此时ab板上被
粒子打中的区域的长度.
如图所示,倾角为37°的光滑绝缘的斜面上放着M=1kg的U型导轨abcd,ab∥cd。另有一质量m=1kg的金属棒EF平行bc放在导轨上,EF下侧有绝缘的垂直于斜面的立柱P、S、Q挡住EF使之不下滑。以OO′为界,下部有一垂直于斜面向下的匀强磁场,上部有平行于斜面向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度均为B=1T,导轨bc段长L=1m。金属棒EF的电阻R=1.2Ω,其余电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,开始时导轨bc边用细线系在立柱S上,导轨和斜面足够长。当剪断细线后,试求:
(1)细线剪短瞬间,导轨abcd运动的加速度;
(2)导轨abcd运动的最大速度;
(3)若导轨从开始运动到最大速度的过程中,流过金属棒EF的电量q=5C,则在此过程中,系统损失的机械能是多少?(sin37°=0.6)