如图所示,一根轻质弹簧固定在一倾角为θ的光滑斜面底端的挡板上,空间存在竖直向下的匀强电场E。一带正电的小球在光滑斜面上由A点静止释放,到达B点时与弹簧粘在一起,在斜面上作简谐振动。在物体由C点运动到D点(C、D两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势增加了3.0J,物体的重力势能减少了5.0J,则(弹簧不超过弹性限度)( )
A.当弹簧的弹力等于mgsinθ时,小球动能最大
B.在以后的简谐运动过程中,当小球的速率等于零时,小球和弹簧组成的系统机械能最大或最小
C.从C到D小球动能增加量大于2J,C点的位置可能在平衡位置以下
D.从C到D小球动能增加量大于2J,D点的位置可能在平衡位置以上
地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动,已知其轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g。根据题目提供的已知条件,不能估算出的物理量有( )
A.地球的质量 B.同步卫星的质量
C.地球的平均密度 D.同步卫星离地面的高度
如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道,D为BDO轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的倍。取g=10m/s2。
(1)H的大小?
(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由。
(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?
如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面的底端有一静止的滑块,滑块可视为质点,滑块的质量m=1kg,滑块与斜面间的动摩擦因数,斜面足够长。某时刻起,在滑块上作用一平行于斜面向上的恒力F=10N,恒力作用时间t1=4s后撤去。(sin370=0.6)求:
(1)撤去推力时物体的速度是多少?
(2)物体运动到最高点时的离地高度?
(3)物体滑回出发点时的速度大小?(g=10m/s2)。
如图所示,质量为M=2kg的光滑斜面倾角为,斜面上用细线拴住一个质量为m=1kg的小球,系统静止时细线与斜面平行。现在给斜面一个水平向左的拉力F,使斜面沿光滑水平面运动,求:(,)
(1)拉力F为多少时小球与斜面刚好无弹力?
(2)当系统加速度为时,细线上的拉力是多大?
(10分)如图21所示,两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为B,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B,方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上,金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg,将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求:
金属棒a刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒b的电流大小;
若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒a仍从高度h处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大,求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中,金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。