清明节高速免费,物理何老师驾车在返城经过高速公路的一个出口路段如图所示,发现轿车从出口A进入匝道,先匀减速直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变),再匀速率通过水平圆弧路段至C点,最后从C点沿平直路段匀减速到收费口D点停下。已知轿车在出口A处的速度v0=20m/s,AB长L1=200m;BC为四分之一水平圆弧段,限速(允许通过的最大速度)v=10m/s,轮胎与BC段路面间的动摩擦因μ=0.2,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力, CD段为平直路段长L2=100m,重力加速度g取l0m/s2。
求:
(1)若轿车到达B点速度刚好为v =10m/s,轿车在AB下坡段加速度的大小;
(2)为保证行车安全,车轮不打滑,水平圆弧段BC半径R的最小值
(3)轿车A点到D点全程的最短时间。(保留三位有效数字)
图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一质量为m的带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v垂直射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B.v以及P到O的距离L,不计重力,求:
(1)该带电粒子的电性
(2)此粒子的电荷量.
如图所示,水平绝缘地面上有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直挡板AC,板高
,与A端等高处有一水平放置的篮筐,圆形筐口的圆心M离挡板的距离
,AC左端及A端与筐口的连线上方存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度
;现有一质量
、电量
、直径略小于小孔宽度的带电小球(视为质点),以某一速度从C端水平射入场中做匀速圆周运动,若球可直接从M点落入筐中,也可与AC相碰后从M点落入筐中,且假设球与AC相碰后以原速率沿碰前速度的反方向弹回,碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,忽略小球运动对电场、磁场的影响(
)。求:
(1)电场强度的大小与方向;
(2)小球运动的最大速率;
(3)若小球与AC碰撞后从M点落入筐中,求小球运动时间最长时到达M点速度方向与水平方向夹角的正弦值。
如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度
,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接阻值为
的电阻,质量为
、电阻为
的金属棒
紧贴在导轨上。现使金属棒
由静止开始下滑,下滑过程中
始终保持水平,且与导轨接触良好,其下端距离
与时间
关系如图乙所示,图像中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,
(忽略
棒运动过程中对原磁场的影响),试求:
(1)当
时,重力对金属棒
做功的功率;
(2)金属棒
在开始运动的
内,电阻R上产生的热量;
(3)磁感应强度B的大小。
如图所示为一测速计原理图,滑动触头P与某运动物体相连,当P匀速滑动时,电流表有一定的电流通过,从电流表示数可得到运动物体的速度,已知电源电动势
,内阻
,AB为粗细均匀的电阻丝,阻值
,长度
,电容器电容
,现测得电流表示数为
,方向由N流向M,试求物体速度的大小和方向。
一木箱静止在光滑水平地面上,装货物后木箱和货物的总质量为50kg.现以200N的水平推力推木箱,求:
(1)该木箱的加速度
(2)第2s末木箱的速度