如图所示,在高度差h="0.5" m的平行虚线范围内,有磁感强度B="0.5" T、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场,正方形线框abcd的质量m="0.1" kg、边长L="0.5" m、电阻R=0.5,线框平面与竖直平面平行,静止在位置“I”时,cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F="4.0" N向上提线框,该框由位置“I”无初速度开始向上运动,穿过磁场区,最后到达位置“II”(ab边恰好出磁场),线框平面在运动中保持与磁场方向垂直,且cd边保持水平。设cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动。g取10
,求:
(1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H;
(2)线框由位置“I”到位置“II”的过程中,恒力F做的功是多少?线框内产生的热量又是多少?
如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C,相距l=1.0m。物块A以速度v0=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度v=2.0m/s。已知A和B的质量均为,C的质量为A质量的K倍,物块与地面的动摩擦因数μ=0.45。(设碰撞时间很短,
取10m/s2)
(1)计算与C碰撞前瞬间AB的速度;
(2)根据AB与C的碰撞过程分析K的取值范围,并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力f恒为0.5 N.求:
(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?
在2008年北京残奥会开幕式上运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图3-1-15所示.设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1 m/s2上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力.
在竖直面内有一光滑水平直轨道和一光滑半圆形轨道,二者在半圆的一个端点B相切,如图所示,半圆形轨道的另一端点为C,半径为R。在直轨道上距离B为x的A点,有一可看作质点的质量为m的小球处于静止状态。现用水平恒力将小球推到B处后撤去恒力,小球沿半圆轨道运动到C处后又落到水平面上。求:
(1)若小球正好落到出发点A处,在这种情况下:
①用x和给出的已知量来表达推力对小球所做的功;
②x取何值时,水平恒力做功最小?最小值为多少?
(2)在任意情况下,x取任意值,求小球在B处和C处对轨道的压力大小之差?
国际空间站是迄今最大的太空合作计划,其离地高度为H,绕地球运动的周期为T1。通过查找资料又知万有引力常量G,地球半径R,同步卫星距地面的高度h,地球的自转周期T2以及地球表面重力加速度g。
某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:
同步卫星绕地心做圆周运动,由得
(1)请判断上面得出的结果是否正确,请说明理由;如不正确,请给出正确解法和结果。
(2)请根据题给条件再提出两种估算地球质量的方法,并解得结果。