一质量为M的汽艇,在静水中航行时能达到的最大速度为10m/s。假设航行时,汽艇的牵引力F始终恒定不变,而且汽艇受到的阻力f与其航速v之间,始终满足关系:f=kv,其中k=100N·s/m,不计水的粘性,各速度均为对地值。求:
⑴该汽艇的速度达到5m/s的瞬时,汽艇受到的阻力为多大?
⑵该汽艇的牵引力F为多大?
⑶若水被螺旋桨向后推出的速度为8m/s,汽艇以最大速度匀速行驶时,在3秒钟之内,估算螺旋桨向后推出水的质量m为多少?
如图所示,长为L的光滑水平轨道PQ与两个曲率半径相同的光滑圆弧轨道相连,圆弧轨道与水平轨道连接处的切线为水平方向,A球以速度v0向右运动,与静止于水平轨道中点处的小球B发生碰撞,碰撞时无机械能损失,已知A、B两球的质量分别为mA,mB,且mA:mB=1:4,小球在圆弧轨道上的运动可认为是简谐运动。(每次碰撞均无机械能损失)试求:
(1)第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度。
(2)两球第二次碰撞位置距Q点多远?
(3)讨论小球第n次碰撞结束时各自的速度。
如图所示,坐标平面的第Ⅳ象限内存在大小为E、方向坚直向上的匀强电场,第I象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。足够长的挡板MN垂直y轴放置且距原点O的距离为d。一质量为m(不计重力)、带电量为-q的粒子若自距原点O为L的A点以大小为
,方向沿x轴正方向的速度进入磁场,则粒子恰好到达O点而不进入电场。现该粒子仍从A点进入磁场,但初速度大小为
,为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上,求粒子在A点进入磁场时:
(1)其速度方向与y轴正方向之间的夹角。
(2)粒子到达挡板上时的速度大小。
如图所示,长L=1.5m,高h=0.45m,质量M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动。当木箱的速度
=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N,并同时将一个质量m=lkg的小球轻放在距木箱右端
的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面.木箱与地面的动摩擦因数为0.2,而小球与木箱之间的摩擦不计.取g=10m/s2求:
(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间;
(2)小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移;
(3)小球离开木箱时木箱的速度.
如图所示是示波管的原理示意图。电子从灯丝发射出来的经电压为U1的电场加速后,通过加速极板A上的小孔O1射出,沿中心线O1O2进入MN间的偏转电场,O1O2与偏转电场方向垂直,偏转电场的电压为U2,经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场,然后打在垂直O1O2放置的荧光屏上的P2点。已知平行金属极板MN间的距离为d,极板长度为L,极板的右端与荧光屏之间的距离为L′。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,且电子离开灯丝的初速度可忽略不计。(电子的质量为m,电量为e)求:
(1)电子通过小孔O1时的速度大小V0;
(2)电子在偏转电场中的加速度大小a;
(3)电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距离y;
(4)电子离开偏转电场时的动能Ek;
(5)若O1O2的延长线交于荧光屏上O3点,而P2点到O3点的距离称为偏转距离Y(单位偏转电压引起的偏转距离,即Y/U2称为示波管的灵敏度),求该示波管的灵敏度。
如图15所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离。