(14分) 如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
汽车先以的加速度由静止开始做匀加速直线运动,在20s末改做匀速直线运动,当匀速运动10s后,因遇到障碍汽车紧急刹车,已知刹车的加速度大小为2m/s2,求:
汽车匀速运动时的速度大小;
汽车刹车后的6s内所通过的位移.
如图所示,长L=1.5 m、高h=0.45 m、质量M=10 kg的长方体木箱在水平面上向右做直线运动.当木箱的速度v0=3.6 m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50 N,并同时将一个质量m=1 kg的小球轻放在距木箱右端 处的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面.已知木箱与地面的动摩擦因数μ=0.2,而小球与木箱之间的摩擦不计.取g=10 m/s2,求:小球从开始离开木箱至落到地面所用的时间.
小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移.
小球离开木箱时木箱的速度.
如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定,质量m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点.现有水平向右的风力F作用于小球上,经时间t1=2 s后停止,小球沿细杆运动的部分v-t图象如图乙所示.试求:(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)小球在0~2 s内的加速度a1和2~4 s内的加速度a2.
风对小球的作用力F的大小.
如图所示,能承受最大拉力为10N的细线OA与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5N的细绳OB水平,细线OC能够承受足够大的拉力,求:当所悬挂重物的重力为2N时,细线OA、OB的拉力各是多大?
为使OA、OB均不被拉断,OC下端所悬挂重物的最大重力是多少?
雨后,屋檐还在不断滴着水滴,如图所示,小红认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落。她测得,屋檐到窗台的距离H = 3.2m,窗户的高度为h = 1.4m。如果g取10m/s2,不计空气阻力,试计算:水滴下落到达窗台时的速度大小;
水滴经过窗户的时间。