如图所示,真空中水平放置的平行金属板C、D相距很近,上面分别开有小孔和
。平行金属导轨P、Q水平放置,导轨的一端接有阻值为
的电阻R,金属板C、D接在电阻R的两端。导轨垂直放在磁感应强度
的匀强磁场中,导轨间距
,电阻为
的金属杆AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动,其速度图象如图所示,规定向右的方向为速度的正方向。从t = 0时刻开始,由C板小孔
处连续不断地以垂直于C板方向飘入质量为
、电荷量绝对值为
的正、负带电粒子,设飘入的速率很小,可视为零。在D板外侧有以MN为边界、磁感应强度
的匀强磁场,MN处放有荧光屏(当带电粒子打在屏上时荧光粉会发光),MN与D相距
,B1的方向竖直向上,B2的方向垂直纸面向里。不计导轨的其它电阻、粒子的重力及其相互作用,且不计粒子在C、D两板间的运动时间.问:
(1)要使荧光粉发光,粒子从垂直飞入磁场
时的速率至少为多大?
(2)0~4s内哪些时刻从处飘入的粒子能穿过电场并打在荧光屏上?
(3)荧光屏上发光亮线的总长度是多少?
质量是50 kg的人沿着长150 m、倾角为30°的坡路走上土丘,重力对他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力势能增加了多少?(g取10 m/s2)
质量为m的物体放在地面上,其上表面竖直固定一根轻弹簧,弹簧原长为L,劲度系数为k,下端与物体相连接,如图5-5-11所示.现将弹簧上端P缓慢提一段距离H,使物体离开地面.若以地面为参考平面,试求此时物体的重力势能.
图5-5-11
质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,如图5-4-6所示,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直方向上的恒定升力(该升力由其他的力的合力提供,不含重力),今测得当飞机在水平方向的位移为l时,它的上升高度为h.求:
图5-4-6
(1)飞机受到的升力大小;
(2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能.
质量为m的小木球从离水面高度为h处由静止释放,落入水中后,在水中运动的最大深度是h′,最终木球停在水面上.若木球在水中运动时,受到的阻力恒为Fμ,求:
(1)木球释放后的全部运动过程中,重力做的功是多少,它的重力势能变化了多少;
(2)全过程中水对木球的浮力做了多少功;
(3)分析木球的运动情况,根据你现有的知识能否求出水的阻力Fμ对木球做的总功.若能,请简要说明思路.
如图5-4-7所示,两个轨道均光滑,它们高度相同,让质量均为m的两个物体分别沿轨道由静止开始从顶端运动到底端,求:两个物体在运动过程中重力势能的变化量及重力对物体所做的功.
图5-4-7