如图,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。
(1)如图1,若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S,导体棒从静止开始运动,经过一段时间后,导体棒达到稳定最大速度vm,求此时电源的输出功率。
(2)如图2,若轨道左端接一电容器,电容器的电容为C,导体棒在水平恒定拉力的作用下从静止(t=0)开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图3所示,已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。


某滑板爱好者在离地
高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面上的B点,其水平位移
.着地时由于存在能量损失,着地后速度变为
,并以此为初速沿水平地面滑行
后停止.已知人与滑板的总质量
.试求:
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小;
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度大小(空气阻力忽略不计,取当地的重力加速度
).
某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为地球半径
的2倍,已知地面附近的重力加速度为g.试求该人造地球卫星运动时的:
(1)向心加速度的大小;
(2)周期.
(13分)如图所示为了使航天员能适应在失重环境下时的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练,故需要创造一种失重环境。航天员乘坐在训练飞机上后,训练飞机总重3.6×104 kg,以200 m/s速度沿30°倾角爬升到7000 m高空后飞机向上拉起,沿竖直方向以200 m/s的初速度向上作匀减速直线运动,匀减速的加速度为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,仍沿竖直方向以加速度为g加速运动,在前段时间内创造出完全失重,当飞机离地2000 m高时为了安全必须拉起,后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f = kv(k="900" N·s/m),每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失速)。求(g = 10m/s2):
(1)利用作图法求出飞机在匀速爬升过程飞机的动力。
(2)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(3)经过几次飞行后,驾驶员想在保持其它不变,在失重训练时间也不变的情况下,降低飞机拉起的高度(在B点前把飞机拉起)以节约燃油,若不考虑飞机的长度,则飞机匀速爬升的时间比原来可以少多少时间?
(12分) 甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9m/s的速度匀速跑完全程;乙从起跑到接棒前的运动是匀加速运动。为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当位置做标记。某次练习中,甲在接力区前s0 = 13.5m处做标记,并以v = 9m/s的速度跑到标记处向乙发出起跑的口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑,并确好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒。已知接力区的长度为L = 20m。求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离
(3)画出甲运动到标记处到甲乙接力过程,甲、乙的速度 — 时间图象。
(10分)如图倾角为370的斜面上一重力为50N的木块恰好匀速下滑,sin370 = 0.6,求
(1)木块所受到的摩擦力为多少?
(2)木块与斜面间的动摩擦因数为多少?
(3)用平行斜面的力向上推木块匀速上滑,该推力为多大?