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    (16分)如图所示，皮带传动装置与水平面夹角为30°，轮半径R=  m，两轮轴心相距L=3.75m，A、B分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。一个质量为0.1kg的小物块与传送带间的动摩擦因数为μ=  。g取10m/s2。

    （1）当传送带沿逆时针方向以v1=3m/s的速度匀速运动时，将小物块无初速地放在A点后，它运动至B点需多长时间？（计算中可取≈16，≈20）

    （2）小物块相对于传送带运动时，会在传送带上留下痕迹。当传送带沿逆时针方向匀速运动时，小物块无初速地放在A点，运动至B点飞出。要想使小物块在传送带上留下的痕迹最长，传送带匀速运动的速度v2至少多大？

     解：

    （1）当小物块速度小于3m/s时，小物块受到竖直向下的重力、垂直传送带向上的支持力和沿传送带斜向下的摩擦力作用，做匀加速直线运动，设加速度为a1，根据牛顿第二定律mgsin30° + μmgcos30°=ma1           

    解得 a1 = 7.5m/s2

    当小物块速度等于3m/s时，设小物块对地位移为L1，用时为t1，根据匀加速直线运动规律t1 = L1 =    解得 t1 = 0.4s   L1 = 0.6m

    由于L1＜L 且μ＜tan30°，当小物块速度大于3m/s时，小物块将继续做匀加速直线运动至B点，设加速度为a2，用时为t2，根据牛顿第二定律和匀加速直线运动规律

    mgsin30°－μmgcos30°=ma2  解得  a2 = 2.5m/s2

    L－L1 = v1t2 + a2t22   解得 t2 = 0.8s          

    故小物块由静止出发从A到B所用时间为 t = t1 + t2 = 1.2s      (8分)

    （2）作v—t图分析知：传送带匀速运动的速度越大，小物块从A点到B点用时越短，当传送带速度等于某一值v′ 时，小物块将从A点一直以加速度a1做匀加速直线运动到B点，所用时间最短，即L = a1tmin2 解得tmin = 1s   v′ =a1tmin =7.5m/s

    此时小物块和传送带之间的相对路程为 △S = v′t－L = 3.75m

    传送带的速度继续增大，小物块从A到B的时间保持不变，而小物块和传送带之间的相对路程继续增大，小物块在传送带上留下的痕迹也继续增大；当痕迹长度等于传送带周长时，痕迹为最长Smax，设此时传送带速度为v2，则

    Smax = 2L + 2πR        Smax = v2t－L     

    联立解得 v2 = 12.25m/s                     (8分)

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    （1）求电场强度的最小值及对应的磁感应强度；

    （2）若电场强度为最小值，当带电质点通过y轴上的点时，撤去匀强磁场，求带电质点落在oxz平面内的位置.

    (3)现需求解在（2）中带电质点到达oxz平面内的速度大小，试说明能否运用机械能守恒定律求解.

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       （1）杆下滑的最大速率vm；

       （2）稳定后整个电路耗电的总功率P；

       （3）杆下滑速度稳定之后电阻R2两端的电压U.

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       （1）杆下滑的最大速率vm；

       （2）稳定后整个电路耗电的总功率P；

       （3）杆下滑速度稳定之后电阻R2两端的电压U.

     

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    （1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小；
    （2）带电体运动刚刚经过圆弧形轨道的B点瞬间时对圆弧轨道的压力大小；
    （3）带电体沿圆弧形轨道从B到C的运动过程中，电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。

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    （1）带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小；

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