如图所示,一个质量为m的物体(可视为质点),由斜面底端的A点以某一初速度冲上倾角为的固定斜面做匀减速直线运动,减速的加速度大小为g,物体沿斜面上升的最大高度为h,在此过程中( )
A.物体克服摩擦力做功2mgh
B.物体的动能损失了mgh
C.物体的重力势能增加了2mgh
D.系统机械能损失了mgh
如图所示,O′PQ是关于y轴对称的四分之一圆,在MNQP区域有均匀辐向电场,MN与PQ间的电压为U。一带正电的粒子从PQ上的任一位置由静止经电场加速后,都会从O′进入半径为R、中心位于坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于xOy平面向外,大小为B,粒子经磁场偏转后都能平行于x轴射出。在磁场区域右侧有一对平行于x轴且到x轴距离都为R的金属平行板A和K,金属板长均为4R,其中K板接地,A与K两板间加有电压UAK>0,忽略极板电场的边缘效应。已知金属平行板左端连线与圆形磁场边界相切,O′在y轴上。
(1)求带电粒子的比荷;
(2)求带电粒子进入右侧电场时的纵坐标范围;
(3)若无论带电粒子从PQ上哪个位置出发都能达到K板上,则电压UAK至少为多大?
近年来多国在研制利用电磁阻尼的方法以代替原来的阻拦索技术,让飞机在航空母舰上降落时获得较大的加速度。如图为电磁阻尼装置示意图,电阻不计的两光滑平行金属导轨MN、PQ相距为l,导轨放置在绝缘平面上,导轨处于竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B。导轨的右端NQ处接有一个电阻为R的定值电阻。质量为m,长度为l、电阻为r的金属杆ab以初速度v0进入磁场区域。假设导轨足够长,整个过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,求:
(1)感应电流在电阻R上产生的焦耳热为多大?
(2)金属杆进入水平导轨后前进的距离为多大?
(3)NQ端接电阻,能量以热量的方式耗散,若将定值电阻R改为电容为C的电容器,可以将飞机的动能以电能的方式存储在电容器中,最终电容器储存的电能为多大?
某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片以平衡摩擦力。
(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点的间距(已标在图上)。A为运动的起点,则应选________段来计算A碰前的速度,应选________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A的质量m1=0.4kg,小车B的质量m2=0.2kg,则碰前两小车的总动量为________kg·m/s,碰后两小车的总动量为________kg·m/s。
如图所示,水平传送带以v=2 m/s的速率沿逆时针方向转动,在其左端与一竖直固定的光滑轨道平滑相接,右端与一半径R=0.4 m的光滑半圆轨道相切。一质量m=2 kg的物块(可视为质点)从光滑轨道上的某点由静止开始下滑,通过水平传送带后从半圆轨道的最高点水平抛出,并恰好落在传送带的最左端。已知物块通过半圆轨道最高点时受到的弹力F=60 N,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,取重力加速度g=10 m/s2。求:(计算结果可以保留根号)
(1)物块做平抛运动的初速度v0;
(2)水平传送带的长度;
(3)电动机由于物块通过传送带而多消耗的电能E。
某大学研究小组参加了一项关于微重力飞艇的测试实验。飞行员将飞艇开到6000m的高空后,让它从静止开始下落以获得持续约25s的失重效果,紧接着飞艇又做匀减速运动速度减为零。若飞艇离地面的高度不得低于500m,下落过程中飞艇所受的空气阻力为其所受重力的0.04倍,重力加速度g取10m/s2。试求:
(1)飞艇在25s内下落的高度H;
(2)飞艇在减速过程中,实验者对座位的压力是其重力的多少倍?