如图所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距L="1" m。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,ab在导轨之间的电阻r=1Ω,电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨,且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。
(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm;
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率PR;
(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中,电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J,求流过电阻R的总电荷量q。
小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳恰好断掉,球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力,绳能承受的最大拉力为定值。
(1)求绳断开时小球的速度;
(2)求绳能承受的最大拉力;
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时恰好断掉,求小球飞行的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?
如图为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动.取g=10 m/s2,不计额外功.求:
(1)起重机允许输出的最大功率;
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.
两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动,现测得两个星球中心距离为,其运动周期为
,万有引力常量为
,求两个星球的总质量。
已知地球半径为=6400km,地面上重力加速度
="9.80" m/s2,万有引力常量
=6.67×10-11N·m2/kg2,如不考虑地球自转影响,求地球的平均密度表达式及大小。(大小结果保留两位有效数字)
有两滑块AB置于光滑的水平面上,A的质量为m,B的质量为2m,在水平面的右侧有一粗糙的斜面,斜面很长且倾角为,A、B两物体与斜面的动摩擦因素均为
,且最大的静摩擦力等于滑动摩擦力。现突然给A施一水平向右冲量I,A、B碰撞无机械能损失,滑块由水平面运动至斜面也不考虑转弯处的机械能损失。求
1.A受冲量作用后的速度大小?
2.求AB碰后的速度?
3.若AB只发生一次碰撞,求摩擦力对B做功?