一质量m=2.0kg的小物块从斜面底端,以一定的初速度冲上倾角为37°的足够长固定斜面,某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机画出了小物块上滑过程的速度-时间图线,如图所示。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小;
(2)小物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)小物块在斜面上运动的时间。
间距为L的倒U型金属导轨竖直放置,导轨光滑且电阻忽略不计,上端接一阻值为及的电阻,如图所示。垂直导轨平面分布着2019个场强为B的条形匀强磁场,磁场区域的宽度为a,相邻磁场距离为b。一根质量为m、长为2L、电阻为2r的金属棒对称放置在导轨上且与导轨始终良好接触,金属棒从距离第一磁场区域上端2a位置静止释放(设重力加速度为g),发现每次进入磁场时的速度相同。
(1)求刚进入第1磁场区域时金属棒的感应电流大小和方向;
(2)求金属棒穿出第1个磁场区域时的速度;
(3)求金属棒在穿过2019个磁场区域过程中产生的热量;
(4)求金属棒从静止开始到穿过2019个磁场区域的时间。
在xOy坐标中,有随时间周期性变化的电场和磁场(磁场持续t1后消失;紧接着电场出现,持续t2时间后消失,接着磁场......如此反复),如图所示,磁感应强度方向垂直纸面向里,电场强度方向沿y轴向下,有一质量为m,带电量为+q的带电粒子,在t=0时刻,以初速v0从0点沿x轴正方向出发,在t1时刻第一次到达y轴上的M (0,L)点,t1+t2时刻第一次回到x轴上的 N(-2L,0)点,不计粒子重力,t1、t2均未知。求:
(1)磁感应强度B和电场强度E的大小;
(2)粒子从0点出发到第二次回到x轴所用的时间;
(3)粒子第n次回到x轴的坐标。
如图所示,小球M用长度为L的轻杆连接在固定于天花板的轴O上,可在竖直平面内自由旋转,通过与O等高的滑轮用轻绳连接物块m.滑轮与轴O的距离也为L,轻杆最初位置水平.滑轮、小球、物块的大小可以忽略,轻绳竖直部分的长度足够长,不计各种摩擦和空气阻力,运动过程中绳始终保持张紧状态,重力加速度为g.
(1)若用外力拉着m使轻杆从最初位置缓慢下降,直至撤去外力后小球保持静止,轻杆与水平方向成θ=60°角,求M与m的质量之比.
(2)若M与m的质量之比为2∶1,使小球从最初位置静止释放,在小球向右摆动的过程中,求轻杆与最初位置的最大夹角θ.
(3)若M与m的质量之比为2∶1,使小球从最初位置静止释放,当小球向右摆动到O点正下方的位置时绳突然断裂,求整个过程中m上升的最大高度.
如图所示,OP为固定的水平轨道,ON段光滑,NP段粗糙,NP段长为L=l.5m,一轻弹簧一端固定在轨道左侧O点的竖直挡板上,另一端自然伸长时在N点,P点右侧有一与水平方向成θ=37º角的足够长的传送带PQ与水平面在P点平滑连接,传送带逆时针转动的速率恒为v=3m/s.现用力将质量m=2kg小物块A缓慢向左压缩弹簧至M点,此时弹簧的弹性势能EP=3lJ,然后由静止释放,运动到P点与一个和A相同物块B发生碰撞,时间极短,碰撞时无机械能损失.A与NP段间的动摩擦因数1=0.2,B与传送带间的动摩擦因数2=0.25,重力加速度g取10m/s2,,求:
(1)第一次碰撞前瞬间A的速度大小;
(2)第一次碰撞后A、B的速度大小;
(3)从A、B第一次碰撞后到第二次碰撞间经历的时间t.(最终结果可用根号表示)
如图所示,光滑四分之一圆弧形轨道AB与粗糙水平轨道BD的B端平滑连接,圆弧轨道半径R=0.40m,整个装置处理在竖直平面内。有一质量m=0.10kg的物块P(可视为质点)放在与圆心等高的A点,从静止开始滑下,与水平轨道上C点质量也为m的静止物块Q发生弹性碰撞,BC的距离L=1.0m,水平地面BD与物块P、Q之间的动摩擦因数μ=0.2,求
(1)物块P运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨的压力;
(2)碰撞后瞬间物块Q的速度大小;
(3)若在D处放上一竖直的弹性挡板,CD间距也为L=1.0m,P物块释放点离水平轨道的高度为h,要使PQ之间只发生一次碰撞,求h的取值范围。(P可以从圆轨道上或A点正上方某位置释放)