(11分)如图所示,一固定足够长的粗糙斜面与水平面夹角θ=300。一个质量m=1kg的小物体(可视为质点),在F=10 N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数,取
。则:
(1)求物体在拉力F作用下运动的加速度a1;
(2)若力F作用1.2 s后撤去,求物体在上滑过程中距出发点的最大距离s;
(3)求物体从静止出发到再次回到出发点的过程中物体克服摩擦所做的功。
如图所示,在直角坐标系xOy中,第Ⅳ象限有与x轴正方向相同的匀强电场;第Ⅰ象限的匀强电场方向与y轴正方向相同,第Ⅱ、Ⅲ象限的匀强电场方向与y轴负方向相同,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ象限的电场强度大小为E2。同时在第Ⅰ、Ⅳ象限有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正的小球从A点以速度v,与y轴正向成30°夹角进入该直角坐标系中。先做直线运动,接着在第Ⅰ象限恰好做匀速圆周运动,且与y轴垂直相交于b点,后在第Ⅱ象限发生偏转与x轴负半轴交于c点,已知重力加速度为g。求:
(1)第Ⅳ象限电场强度大小与第Ⅰ象限电场强度大小
的比值?
(2)a、b两点间的距离?
(3)小球从a点运动到c的时间?
如图所示,质量M=1kg的小车放在水平地面上,小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m=2kg的滑块(不计大小)以v0=6m/s的初速度滑上小车左端,带动小车向右运动,在t=1s时,小车撞击墙壁,撞击后小车立即被粘在墙壁上,此时滑块恰好处在小车正中间位置。地面和半圆轨道面PTQ均光滑。小车与墙壁碰撞前,滑块的v—t图象如图所示,g取10m/s2。
(1)求滑块与小车间的动摩擦因数μ;
(2)求小车的长度L;
(3)若圆轨道半径R是变化的(从0开始逐渐增大),请写出在轨道最高点轨道对滑块的压力FN随R变化的函数关系式。
如图所示,在方向竖直向下、磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,沿水平面固定一个光滑金属框架ABC,已知AC=8m,BC=6m,∠A=37°,导体棒MN在框架上从A点开始在外力作用下,沿垂直AC方向以10m/s的速度匀速向右平移。已知框架的材料和横截面积均相同,其单位长度的电阻均为0.2Ω,导体棒均足够长,其单位长度的电阻为0.125Ω,导体棒运动中始终与磁场方向垂直,且与框架接触良好。
(1)当导体棒MN运动至AC中点处,求UMN、电源输出功率、此时外力为多大?
(2)运动到何处时,电源总功率最大?
如图所示,质量为mA=2kg的木块A静止在光滑水平面上。一质量为mB= 1kg的木块B以某一初速度v0=5m/s沿水平方向向右运动,与A碰撞后都向右运动。木块A与挡板碰撞后立即反弹(设木块A与挡板碰撞过程无机械能损失)。后来木块A与B发生二次碰撞,碰后A、B同向运动,速度大小分别为0.9m/s、1.2m/s。求:
①第一次木块A、B碰撞过程中A对B的冲量大小、方向;
②木块A、B第二次碰撞过程中系统损失的机械能是多少。
一玻璃三棱镜,其横截面为等腰三角形,顶角θ为锐角,折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部分射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射光线在过入射点的法线的下方一侧(如图),且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出,则顶角θ可在什么范围内取值?