如图所示,一固定绝缘且足够长的斜面倾角为37°,与斜面同一空间足够大的范围内存在水平方向的匀强电场,场强大小与方向均未知。一质量为m=1kg,带电量q=0.5C的带电滑块从斜面顶端由静止出发,经过时间t=2s,发生位移s=15m,已知滑块与斜面间的动摩擦因素μ=0.5。在第2s末,加上方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B=0.4T的匀强磁场,滑块在斜面上继续滑行L=10m的距离后恰好离开斜面。(重力加速度g=10m/s2)
(1)试说明该带电滑块所带电荷的性质及滑块在斜面上的运动情况,要求说明理由;
(2)计算说明匀强电场的场强大小和方向。
(3)滑块在斜面上运动过程中,系统产生的内能。
如图7-7-16所示,光滑圆管轨道ABC,其中AB部分平直,BC部分是处于竖直平面的、半径为R的半圆.圆管截面的半径r<<R.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0从A点射入圆管.问:
图7-7-16
(1)若要小球能从C端出来,初速度v0需多大?
(2)在小球从C端出来的瞬间,对管壁作用力有哪几种典型情况?初速度v0各应满足什么条件?
如图7-7-14所示,把质量为0.2 kg的小球放在竖直站立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示,迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).已知B、A的高度差为0.1 m,C、B的高度差为0.2 m,弹簧的质量和空气的阻力均可忽略.
图7-7-14
(1)说出由状态甲至状态丙的能量转化情况,状态甲中弹簧的弹性势能是多少?
(2)说出由状态乙至状态丙的能量转化情况,状态乙中小球的动能是多少?
如图7-7-13所示,一均匀铁链长L,平放在距地面为h=2L的光滑水平桌面上,其长度的悬垂于桌面下.从静止开始释放铁链,求铁链的下端刚要着地时的速度.
图7-7-13
长为L的细绳固定在O点,另一端系一质量为m的小球,开始时绳与水平方向成30°角,如图7-7-15所示.求小球由静止释放后运动到最低点C时的速度.
图7-7-15
如图7-7-12所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时,砝码未落地,木块仍在桌面上.求:
图7-7-12
(1)这时砝码的速率为多大?
(2)上述过程中砝码克服绳子拉力做的功为多少?