如图,固定于竖直面内的粗糙斜杆,与水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端.为使拉力做功最小,拉力F与
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如图,固定于竖直面内的粗糙斜杆,与水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端.为使拉力做功最小,拉力F与杆的夹角α=______,拉力大小F=______. |
答案
∵小球匀速运动,由动能定理得;WF-Wf-WG=0 要使拉力做功最小则Wf=0,即摩擦力为0,则支持力为0. 分析小球受的各力然后正交分解列方程: 垂直斜面方向:Fsinα=mgcos30° 沿斜面方向:Fcosα=mgsin30° 解以上两方程得:α=60°,F=mg 故答案为:α=60°,F=mg |
举一反三
如图(a)所示,宽为L=0.3m的矩形线框水平放置,一根金属棒放在线框上与线框所围的面积为0.06m2,且良好接触,线框左边接一电阻R=2Ω,其余电阻均不计.现让匀强磁场垂直穿过线框,磁感应强度B随时间变化的关系如图(b)所示,最初磁场方向竖直向下.在0.6s时金属棒刚要滑动,此时棒受的安培力的大小为______N;加速度的方向向______.(填“左”、“右”) |
如图所示,一带电为+q质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出,在距抛出点水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管,管的上口距地面.为了使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,求: (1)小球的初速度; (2)应加电场的场强; (3)小球落地时的动能. |
如图所示,质量为m的物体置于水平地面上,所受水平拉力F在2s时间内的变化图象如图甲所示,其运动的速度图象如图乙所示,g=10m/s2.下列说法正确的是( )
A.物体和地面之间的动摩擦因数为0.1 | B.水平拉力F的最大功率为10W | C.2s末物体回到出发点 | D.2s内物体的加速度不变 |
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如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求: (1)杆能达到的最大速度为多大?最大加速度为多大? (2)杆的速度达到最大时,a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大? (3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长? (4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大? |
足够长的传送带以v匀速传动,一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上,若小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当物体与传送带相对静止时,转化为内能的能量为( ) |
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