电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的.油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷.油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况.两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力.
(1)调节两金属板间的电势差U,当u=U0时,使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量q为多少?
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带电荷量Q.
如图16-11所示,abc是光滑的轨道,其中ab是水平的,bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆,半径R="0.30" m.质量m="0.20" kg的小球A静止在轨道上,另一质量M="0.60" kg、速度v0="5.5" m/s的小球B与小球A正碰.已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为l=R处,重力加速度取g="10" m/s2.求:
图16-11
(1)碰撞结束时,小球A和B的速度的大小.
(2)试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点.
用轻弹簧相连的质量均为2 kg的A、B两物块都以v="6" m/s的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧处于原长,质量为4 kg的物块C静止在前方,如图16-10所示.B与C碰撞后二者粘在一起运动.求:在以后的运动中
图16-10
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物体A的速度是多大?
(2)弹性势能的最大值是多大?
(3)A的速度有可能向左吗?为什么?
有一炮竖直向上发射炮弹.炮弹的质量为M="6.0" kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出的初速度v0="60" m/s.当炮弹到达最高点时爆炸分裂为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为m="4.0" kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R="600" m为半径的圆周范围内,则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大?(取g="10" m/s2,忽略空气阻力)
两磁铁各放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极相对.推动一下,使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m/s,乙的速率为3 m/s,方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰.则
(1)两车最近时,乙的速度为多大?
(2)甲车开始反向时,乙的速度为多大?
质量m="1.5" kg的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离后撤去该力,物块继续滑行t="2.0" s停在B点,已知A、B两点间的距离s="5.0" m,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,求恒力F的大小.(g取10 m/s2)