(19分)如图甲所示,表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上,斜面的顶端固定有弹性挡板,挡板垂直于斜面,并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域,其边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd,放在斜面的底端,其中ab边与斜面底边重合,ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始,线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下,从静止开始运动,当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力,线框继续向上运动,并与挡板发生碰撞,碰撞过程的时间可忽略不计,且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面,且保持ab边与斜面底边平行,线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求线框受到的拉力F的大小;
(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小,x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小),求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。
如图所示,真空中金属板M、N相距为d,当N板用波长为λ的光照射时,电路中的电流恒为I.设电子的电荷量为e,质量为m,真空中光速为c.
(1)求每秒到达M板的电子数.
(2)当垂直于纸面再加一匀强磁场,且磁感应强度为B时,电路中的电流恰好为零,求从N板逸出光电子的最大初动能和N板的逸出功.
如图12所示质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘,质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v0与之发生正碰(碰撞时间极短)。碰后A离开桌面,其落点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。已知B与桌面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,桌面足够长。求
(1)碰后A、B小物块分离的瞬间速率各是多少?
(2)碰后小物块B后退的最大距离是多少?
一人用一根长L=1m,最大只能承受T=46N拉力的轻绳子,拴着一个质量m=1kg的小球(不考虑其大小),在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地高H=21m,如图7所示,若小球运动到达最低点时绳刚好被球拉断,求
(1)小球到达最低点的速度大小是多少?
(2)小球落地点到O点的水平距离是多少?(g=10m/s2)
如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r = 20cm处放置一小物块A,其质量m = 2kg,试求:
(1)当圆盘转动的角速度ω = 2rad/s,转动一圈需要的时间是多少?物块A的速度是多少?
(2)A与盘面间的静摩擦力的最大值为其重力的0.5倍,若使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度是多大? (取g = 10m/s2)
某人在离地高H="15" m的屋顶将手伸出屋檐,以初速度V0=10m/s竖直向上抛出一小球,不考虑空气阻力的影响,它抛出以后运动的过程中, 求:
(1)小球抛出后离地的最大高度是多少?
(2)小球经多长时间落到地上?
(3)小球落地的速度大小是多少?(g取10 m/s2)。