如图甲,单匝圆形线圈c与电路连接,电阻R2两端与平行光滑金属直导轨p1e1f1、p2e2f2连接.垂直于导轨平面向下、向上有矩形匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,它们的边界为e1e2,区域Ⅰ中垂直导轨并紧靠e1e2平放一导体棒ab.两直导轨分别与同一竖直平面内的圆形光滑绝缘导轨o1、o2相切连接,o1、o2在切点f1、f2处开有小口可让ab进入,ab进入后小口立即闭合.已知:o1、o2的直径和直导轨间距均为d,c的直径为2d;电阻R1、R2的阻值均为R,其余电阻不计;直导轨足够长且其平面与水平面夹角为,区域Ⅰ的磁感强度为B0.重力加速度为g.在c中边长为d的正方形区域内存在垂直线圈平面向外的匀强磁场,磁感强度B随时间t变化如图乙所示,ab在t=0~
内保持静止.
(1)求ab静止时通过它的电流大小和方向;
(2)求ab的质量m;
(3)设ab进入圆轨道后能达到离f1f2的最大高度为h,要使ab不脱离圆形轨道运动,求区域Ⅱ的磁感强度B2的取值范围并讨论h与B2的关系式.
如图所示,质量为M的平板车P,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上。一不可伸长轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处。,另一端系一质量也为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖宣位置成60°角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M∶m-4∶1,重力加速度为g。求:
(1)小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大?
(2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大?
(3)平板车P的长度为多少?
一同学家住在23层高楼的顶楼,他想研究一下电梯卜升的运动过程。某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为5kg的重物和一个量程足够大的台秤,他将重物放在台秤上。电梯从第1层开始启动,一直运动到第23层停止。在这个过程中,他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示:
根据表格中的数据,求:
(1)电梯在最初加速阶段和最后减速阶段的加速度大小?
(2)电梯在中间阶段上升的速度大小?
(3)该楼房平均每层楼的高度?
宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g′。
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。
如图所示,位于竖直平面上的光滑圆弧轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,到达B点时的速度为
,最后落在地面上C点处,不计空气阻力,求:
(1)小球刚运动到B点时的加速度为多大,对轨道的压力多大(2)小球落地点C与B点水平距离为多少。
通过天文观测发现某行星的卫星运动的周期为T,轨道半径为r,若把卫星的运动近似看成匀速圆周运动,行星的半径为R,试求出该行星的质量和密度。(万有引力常量G已知)