如图所示,光滑水平面上静止放置质量M = 2kg,长L = 0.84m的长木板C;离板左端S = 0.12m处静止放置质量mA =1kg的小物块A,A与C间的动摩擦因数μ = 0.4,在板右端静止放置质量mB = 1kg的小物块B,B与C间的摩擦忽略不计.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B均可视为质点,g = 10m/s2.现在木板上加一水平向右的外力F,问:
(1)当F = 9N时,小物块A、B、C的加速度分别为多大?
(2)要使A与B碰撞之前,A的运动时间最短,则F至少应为多大,并求出最短时间。
(3)若在A与B刚发生弹性碰撞时撤去外力F,且A最终能滑出C,则F的取值范围是多少?
如图,质量为M的导热性能极好的气缸,高为L,开口向上置于水平地面上,气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。外界温度为t1、大气压为p0,此时气柱高度为l,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,重力加速度为g。
(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面,则需要施加的最小力F1多大?
(2)将气缸固定在地面上,如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端,求在顶端处,竖直拉力F2的大小。
(3)如果外界温度由t1缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端,则此时外界温度为多少摄氏度?
如图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为L,导轨左端连接一个电阻。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。求:
(1)导轨对杆ab的阻力大小f;
(2)杆ab中通过的电流大小及其方向;
(3)导轨左端所接电阻的阻值R。
北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位,其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感,还隐藏着一座年发电量约为98550kW·h时的太阳能光伏发电系统,供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105W。
(1)按平均每天太阳照射6h计,该发电系统一年(365天计)能输出多少电能?
(2)假若发电系统的输出电压为250V,现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为R线=8Ω,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。求应选用匝数比多大的升压变压器。
如图所示,匀强磁场B=0.1T,所用矩形线圈的匝数N=100,边长ab=0.2m,bc=0.5m,以角速度ω=100πrad/s绕OO′轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时,试求:
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)由t=0至t=过程中的平均电动势的大小;
(3)该交变电流的电动势有效值是多少?
如图所示,在光滑的水平桌面上有一金属容器C,其质量为mC=5 kg,在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B,其质量分别为mA=1 kg、mB=4 kg.开始时A、B、C均处于静止状态,用细线拉紧A、B使其中间夹有的轻弹簧处于压缩状态,剪断细线,使得A以vA=6 m/s的速度水平向左弹出,不计一切摩擦,两滑块中任意一个与C侧壁碰撞后就与其合成一体,求:(1)滑块第一次与挡板碰撞损失的机械能;
(2)当两滑块都与挡板碰撞后,金属容器C的速度.