两个小球A、B在光滑水平面上相向运动,已知它们的质量分别是m1=4 kg,m2=2 kg,A的速度v1=3 m/s(设为正),B的速度v2=-3 m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别是( )
A. 均为1 m/s
B. +4 m/s和-5 m/s
C. +2 m/s和-1 m/s
D. -1 m/s和+5 m/s
右端带有光滑圆弧轨道且质量为的小车静置于光滑水平面上,如图所示。一质量为的小球以速度水平冲上小车,关于小球此后的运动情况,以下说法正确的是( )
A.小球可能从圆弧轨道上端抛出并不再回到小车
B.小球可能离开小车水平向左做平抛运动
C.小球可能离开小车做自由落体运动
D.小球可能离开小车水平向右做平抛运动
如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,右极板有一小孔,通过孔有绝缘杆,左端固定在左极板上,电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M.给电容器充电后,有一质量为m的带正电环恰套在杆上以某一速度v0对准小孔向左运动,设带电环不影响电容器极板间电场的分布.带电环进入电容器后距左极板的最小距离为d/2,则
A.带电环与左极板相距最近时的速度
B.此过程中电容器移动的距离
C.此过程屮电势能的变化量
D.带电环减少的动能大于电容器增加的动能
如图所示,电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB,FG和直窄轨BC,GH以及直宽轨DE、IJ组合而成,AB、FG段均为竖直的圆弧,半径相等,分别在B,G两点与窄轨BC、GH相切,窄轨和宽轨均处于同一水平面内,BC、GH等长且与DE,IJ均相互平行,CD,HI等长,共线,且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场,窄轨间距为,宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a,b始终与导轨垂直且接触良好,两棒的长度均为L,质量均为m,电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置,a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的,重力加速度为g,求:
(1)a棒刚进入水平轨道时,b棒加速度ab的大小;
(2)b棒在BC段运动过程中,a棒产生的焦耳热Qa;
(3)若a棒到达宽轨前已做匀速运动,其速度为a棒刚到达B位置时的,则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb。
在学习了电磁驱动和电磁制动后,某物理兴趣小组的同学设计了如下装置进行研究。如图所示,足够长平行光滑导轨的间距L=0.2m,b1b2右侧轨道水平,左侧曲线轨道与水平轨道相切于b1b2,所有轨道均电阻不计。在水平轨道内有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.8T。质量为M=0.2kg、电阻为R1=0.1Ω的金属棒b垂直于轨道静止放置在与b1b2相距1m远的水平轨道上,并用插销固定。质量为m=0.1kg、电阻为R2=0.2Ω的金属棒a由曲线轨道上端a1a2处静止释放,a1a2处到水平轨道的竖直高度h=0.45m,若金属棒a在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触,金属棒a与b相撞时无能量损失,g=10m/s2。求:
(1)金属棒a第1次滑到b1b2处时的速度大小;
(2)金属棒a与金属棒b碰撞的次数;
(3)若撤去固定金属棒b的插销,使其能自由移动,金属棒a还是由曲线轨道上端a1a2处静止释放,金属棒b初始静止在水平轨道上,两棒最终运动达到稳定状态。要使两棒不相碰,则金属棒b初始位置距离b1b2至少多远?整个运动过程中金属棒b上产生的焦耳热是多少?
如图所示,水平地面上方有一高度为H、上、下水平界面分别为PQ、MN的匀强磁场,磁感应强度为B.矩形导线框ab边长为l1,bc边长为l2,导线框的质量为m,电阻为R.磁场方向垂直于线框平面向里,磁场高度H>l2.线框从某高处由静止落下,当线框的cd边刚进入磁场时,线框的加速度方向向下、大小为;当线框的cd边刚离开磁场时,线框的加速度方向向上、大小为.在运动过程中,线框平面位于竖直平面内,上、下两边总平行于PQ.空气阻力不计,重力加速度为g.求:
(1)线框的cd边刚进入磁场时,通过线框导线中的电流;
(2)线框的ab边刚进入磁场时线框的速度大小;
(3)线框abcd从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中,通过线框导线横截面的电荷量.