如图所示,相互平行的足够长的光滑绝缘轨道MN和PQ水平固定,有一质量为m、电阻为R的水平导体框abcd(其长度ab=cd=L1宽度ad=bc=L2)可沿轨道滑动,滑动时ab、cd边始终保持与轨道垂直。轨道所在空间存在竖直方向的磁场,其磁感应强度B的大小沿x坐标正向(水平向右)按B=kx(k为已知的常数)随坐标x成正比增强。现对导体框施加一大小恒为F的外力,使它由静止开始从坐标原点O开始向右运动,问:
⑴若从上往下看,框中的感应电流方向为顺时针方向,那么磁场方向如何?导体框的运动情况如何?试定性作出描述。
⑵当导体框向右运动的速度为v时,框中的电流为多大?
⑶导体框向右运动能提供的最大电功率为多大?
将质量为m的重球与较长的细丝线组成单摆,小振幅振动(摆角小于5°)时周期为T。使小球带电量为q的正电后,置于水平向右的匀强电场中,当把它拉至悬点O右方等高处,使线展开并自由释放,它摆至左方当丝线与竖直方向夹角θ=30°时速度恰为零,如所示。求:
(1)匀强电场的电场强度。
(2)使小球进行小角度摆动时的平衡位置及周期。
一弹簧秤秤盘的质量M=1.5kg,盘内放一个质量m=10.5kg的物体P,弹簧质量忽略不计,轻弹簧的劲度系数k=800N/m,系统原来处于静止状态,如图1-6所示。现给物体P施加一竖直向上的拉力F,使P由静止开始向上作匀加速直线运动。已知在前0.2s时间内F是变力,在0.2s以后是恒力。求力F的最小值和最大值各多大?取g=10m/s2。
质量m=1kg的小滑块(可视为点)放在质量M=1kg的长木板右端,木板放在光滑水平面上。木板与滑块之间摩擦系数μ=0.1,木板长L =75cm。开始二者均静止。现用水平恒力F沿板向右拉滑块,如图1-5所示。试求:
(1)为使滑块和木板以相同的速度一起滑动,力F应满足什么条件?
(2)用水平恒力F沿板方向向右拉滑块,要使滑块在0.5s时间从木板右端滑出,力F应多大?
(3)滑块刚刚从木板上滑出时,滑块和木板滑行的距离各多大?取g=10m/s2。
质量为40kg的雪撬在倾角θ=37°的斜面上向下滑动(如图1-4甲所示),所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪撬运动的v-t图像如图1-4乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,14.8),CD是曲线的渐近线。试求空气的阻力系数k和雪撬与斜坡间的动摩擦因数μ。
某同学用一个测力计(弹簧秤)、木块和细线去粗略测定一木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数μ。设此斜面的倾角不大,不加拉力时,木块放在斜面上将保持静止。(1)他是否要用测力计称出木块所受的重力?(2)写出他实验的主要步骤。(3)推出求μ的计算式。