如图所示,M′MNN′为放置在粗糙绝缘水平面上的U型金属框架,MM′和NN′相互平行且足够长,间距l=0.40m,质量M=0.20kg。质量m=0.10kg的导体棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上,导体棒与框架的摩擦忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀磁场中,磁感应强度B=0.50T。t=0时,垂直于导体棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N,导体棒ab从静止开始运动;当t=t1时,金属框架将要开始运动,此时导体棒的速度v1=6.0m/s;经过一段时间,当t=t2时,导体棒ab的速度v2=12.0m/s;金属框架的速度v3=0.5m/s。在运动过程中,导体棒ab始终与MM′和NN′垂直且接触良好。已知导体棒ab的电阻r=0.30Ω,框架MN部分的阻值R=0.10Ω,其余电阻不计。设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。求:
(1)求动摩擦因数μ;
(2)当t=t2时,求金属框架的加速度;
(3)若在0~t1这段时间内,MN上产生的热量 Q=0.10J,求该过程中导体棒ab位移x的 大小。
冬季有一种雪上“府式冰撬”滑溜运动,运动员从起跑线推着冰撬加速一段相同距离,再跳上冰撬自由滑行,滑行距离最远者获胜,运动过程可简化为如图所示的模型,某一质量m="20" kg的冰撬静止在水平雪面上的A处,现质量M=60kg的运动员,用与水平方向成α=37°角的恒力F="200" N斜向下推动冰撬,使其沿AP方向一起做直线运动,当冰撬到达P点时运动员迅速跳上冰撬与冰撬一起运动(运动员跳上冰撬瞬间,运动员和冰撬的速度不变)。已知冰撬从A运动到P的运动时间为2s,冰撬与雪面间的动摩擦因数为0.2,不计冰撬长度和空气阻力。(g取10 m/s2,cos 37°=0.8)求:
(1)AP的距离;
(2)冰撬从P点开始还能继续滑行多远?
质量为2kg的平板车B上表面水平,原来静止在光滑水平面上,平板车一端静止着一块质量为2kg的物体A,A和B 之间的动摩擦因数。一颗质量为0.01kg的子弹以600m/s的速度水平瞬间射穿A后,速度变为200m/s。若A不会滑离B,求平板车B的长度至少为多少?;
图所示是一列沿轴正方向传播的简谐横波在
时刻的波形图,已知波的传播速度
,试回答下列问题:
(1)求出处的质点在
内通过的路程及
时该质点的位移;
(2)写出处的质点的振动函数表达式。
如图所示,一圆柱形绝热容器竖直放置,通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h1。现通过电热丝给气体加热一段时间,使其温度上升到(摄氏)t2,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气压强为p0,重力加速度为g,求:
(1)气体的压强.
(2)这段时间内活塞上升的距离是多少?
(3)这段时间内气体的内能如何变化,变化了多少?
图所示,在坐标系右侧存在一宽度为
、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B;在
左侧存在与y轴正方向成
角的匀强电场。一个粒子源能释放质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点P(
,
)时发出的粒子恰好垂直磁场边界EF射出;将粒子源沿直线PO移动到Q点时,所发出的粒子恰好不能从EF射出。不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求:
(1)匀强电场的电场强度;
(2)粒子源在Q点时,粒子从发射到第二次进入磁场的时间。