在研究某些物理问题时,有很多物理量难以直接测量,我们可以根据物理量之间的定量关系和各种效应,把不容易测量的物理量转化成易于测量的物理量。
(1)在利用如图1所示的装置探究影响电荷间相互作用力的因素时,我们可以通过绝缘细线与竖直方向的夹角来判断电荷之间相互作用力的大小。如果A、B两个带电体在同一水平面内,B的质量为m,细线与竖直方向夹角为θ,求A、B之间相互作用力的大小。
(2)金属导体板垂直置于匀强磁场中,当电流通过导体板时,外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成电场,该电场对运动的电子有静电力的作用,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,在导体板这两个表面之间就会形成稳定的电势差,这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应可以测量磁场的磁感应强度。
如图2所示,若磁场方向与金属导体板的前后表面垂直,通过所如图所示的电流I,可测得导体板上、下表面之间的电势差为U,且下表面电势高。已知导体板的长、宽、高分别为a、b、c,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n。求:
a.导体中电子定向运动的平均速率v;
b.磁感应强度B的大小和方向。
起跳摸高是学生常进行的一项活动,小亮同学身高1.72 m,体重60 kg,站立时举手达到2.14 m,他弯曲两腿,再用力蹬地,经0.4 s竖直跳起,设他蹬地的力大小恒为1050N,不计空气阻力,取g="10" m/s2,求小亮同学起跳摸高的最大高度是多少?
如图所示,在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。木块B离开桌面后落到地面上的D点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)两木块碰撞前瞬间,木块A的速度大小;
(2)木块B离开桌面时的速度大小;
(3)木块A落到地面上的位置与D点之间的距离。
一架喷气式飞机,对地飞行速度是800m/s,如果它某次喷出气体的质量是200g,相对飞机的速度是600m/s,喷出气体后飞机的质量变为300kg ,那么此次喷气后飞机相对地面的速度为多少
如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形,这列波的周期T符合:3T<t2-t1<4T.问:
(1)若波速向右,波速多大?
(2)若波速向左,波速多大?
一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质点P、Q分别位于x=2m、x=4m处.从t=0时刻开始计时,当t=15 s时质点Q刚好第4次到达波峰.
(1)求波速;
(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程).