如图所示,水平放置的足够长的平行金属导轨MN、PQ的一端接有电阻R0,不计电阻的导体棒ab静置在导轨的左端MP处,并与MN垂直.以导轨PQ的左端为坐标原点O,建立直角坐标系xOy,Ox轴沿PQ方向.每根导轨单位长度的电阻为r.垂直于导轨平面的非匀强磁场磁感应强度在y轴方向不变,在x轴方向上的变化规律为:B=B0+kx,并且x≥0.现在导体棒中点施加一垂直于棒的水平拉力F,使导体棒由静止开始向右做匀加速直线运动,加速度大小为a.设导体棒的质量为m,两导轨间距为L.不计导体棒与导轨间的摩擦,导体棒与导轨接触良好,不计其余部分的电阻.
(1)请通过分析推导出水平拉力F的大小随横坐标x变化的关系式;
(2)如果已知导体棒从x=0运动到x=x0的过程中,力F做的功为W,求此过程回路中产生的焦耳热Q;
(3)若B0=0.1T,k=0.2T/m,R0=0.1Ω,r=0.1Ω/m,L=0.5m,
a=4m/s2,求导体棒从x=0运动到x=1m的过程中,通过电阻R0的电荷量q.
在光滑的水平面内,一质量m="1" kg的质点以速度v0="10" m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向上的水平恒力F="15" N作用,直线OA与x轴成α=37°角,如图所示曲线为质点的轨迹图(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,质点从O点到P点所经历的时间以及P点的坐标;
(2)质点经过P点的速度大小。
某电视台的娱乐节目中,有一个拉板块的双人游戏,考验两人的默契度.如图所示,一长L=0.60m、质量M=0.40kg的木板靠在光滑竖直墙面上,木板右下方有一质量m=0.80kg的小滑块(可视为质点),滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.20,滑块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.一人用水平恒力F1向左作用在滑块上,另一人用竖直恒力F2向上拉动滑块,使滑块从地面由静止开始向上运动.
(1)为使木板能向上运动,求F1必须满足什么条件?
(2)若F1=22N,为使滑块与木板能发生相对滑动,求F2必须满足什么条件?
(3)游戏中,如果滑块上移h=1.5m时,滑块与木板没有分离,才算两人配合默契,游戏成功.现F1=24N,F2=16N,请通过计算判断游戏能否成功?
将质量为
的木块放在倾角为
的斜面上,木块恰可沿斜面匀速下滑。现用一沿斜面的恒力F作用于木块,使之沿斜面向上做匀加速运动,如图所示,求木块的加速度。
如图,质量m为5kg的物块(看作质点)在外力F1和F2的作用下正沿某一水平面向右做匀速直线运动。已知F1大小为50N,方向斜向右上方,与水平面夹角
,F2大小为30N,方向水平向左,物块的速度
大小为11m/s.当物体运动到距初始位置距离
时,撤掉F1,
(1)求物块与水平地面之间的动摩擦因数
;
(2)求撤掉F1以后,物块在6S末距初始位置的距离。
如图所示,质量M=3Kg的物块A放在水平桌面上,物块A与桌面的动摩擦因数为μ=0.2,一轻绳跨过光滑的定滑轮连接A和B两个物块,物块B的质量m=1Kg,托起物块B,使物块B距离地面的高度h=0.5m,且轻绳刚好拉直。先由静止释放物块B,已知水平桌面足够长,物块A不会与滑轮相撞,g=10m/s2, 求:
(1)B落地前物块A的加速度大小;
(2)物块A的运动总时间。