如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L。导轨上端接有一平行板电容器,电容为C。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:
(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。
如图,一质量为1 kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°。现小球在F=20N的竖直向上的拉力作用下,从A点静止出发沿杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数m为。试求:
(1)小球运动的加速度a1;
(2)若F作用1.2s后撤去,小球上滑过程中距A点最大距离sm;
(3)若从撤去力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点上方为2.25m的B点。
如图所示,质量为m=0.5kg的光滑小球被细线系住,放在倾角为°的斜面上。已知线与竖直方向夹角
=30°,斜面质量为M=3kg,整个装置静置于粗糙水平面上。求:
(1)悬线对小球拉力的大小;
(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向。
飞机着陆后做匀变速直线运动,10s内前进450m,此时速度减为着陆时速度的一半。试求:(1)飞机着陆时的速度(2)飞机着陆后30s时距着陆点多远。
过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0mm。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字。试求
⑴小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
⑵如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
⑶在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;
⑷小球最终停留点与起点的距离。
已知万有引力常量为G,地球半径为R,同步卫星距地面的高度为h,地球的自转周期为T,地球表面的重力加速度为g。某同学根据以上条件,提出一种估算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法:地球赤道表面的物体随地球作圆周运动,由牛顿运动定律有又因为地球上的物体的重力约等于万有引力,有
由以上两式得
(1)请判断上面的结果是否正确。如不正确,说明理由并给出正确的解法和结果。
⑵由题目给出的条件还可以估算出哪些物理量?(要有估算过程)