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。
如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,导轨间距为2m并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为0.2T,一根金属棒垂直于导轨放置,当金属棒中的电流为5A时,金属棒处于静止。求:
(1)金属棒所受的安培力的大小(2)金属棒受到的摩擦力的大小。
如图所示为粮食仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距L1=3m;另一台倾斜传送,传送带与地面间的倾角θ=37°,C、D两端相距L2=4.45m,B、C相距很近。水平传送带以v0=5m/s沿顺时针方向转动。现将质量为m=10kg的一袋大米无初速度的放在A端,它随传送带到达B点后,速度大小不变的传到倾斜传送带的C端,当米袋速度为零时将米袋取走。米袋与两传送带之间的动摩擦因素均为μ=0.5,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若倾斜传送带CD不转动,则米袋沿传送带AB运动的时间为多少?米袋沿传送带CD向上滑动的时间为多少?
(2)若倾斜传送带CD以v=4m/s的速率沿顺时针方向转动,试判断米袋能否传到D端?若不能,求米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离;若能,求米袋从C端运动到D端的时间。
如图所示,水平面上有一个质量为m、倾角为θ=30°的斜劈。一个光滑小球,质量也为m,用轻绳悬挂起来,轻绳与斜面的夹角为a=30°,整个系统处于静止状态。(结果均可保留根号)
(1)求小球对轻绳的拉力大小;
(2)若地面对斜劈的最大静摩擦力等于地面对斜劈的支持力的k倍,为了使整个系统始终保持静止,则k值必须满足什么条件?
跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面224m悬停时,运动员离开飞机先作自由落体运动,运动一段时间后,立即打开降落伞,展伞后运动员以12.5 m/s2的加速度匀减速下降。为了运动员的安全,要求运动员落地速度为5 m /s,g=10 m /s2。求:
(1)运动员刚展伞时的速度大小;
(2)运动员刚展伞时离地面的高度;
(3)运动员离开飞机后在空中下落的总时间。
如图所示,木块的质量m =" 2" kg,与地面间的动摩擦因数μ= 0.2,木块在拉力F=10N作用下,在水平地面上向右做匀加速直线运动,经3s钟撤去拉力F。已知拉力F与水平方向的夹角θ= 37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取 g=" 10" m/s2。求:
(1)撤去拉力前物体加速度的大小;
(2)物体运动的最大速率;
(3)撤去拉力后的5s内物体滑行的距离。