绝缘材料制成的圆柱形细管质量为4m、带电荷量为+q、管长为h,管底封闭且水平,由于空间有竖直向上的匀强电场,它刚好能竖直静止。现从其管口无初速释放一个绝缘的、不带电的、质量为m的小球(直径小于管的内径,可以视为质点),不计空气对小球和细管的作用力,在小球和细管的运动或碰撞过程中,不会改变各自的带电情况,已知重力加速度为g,问:
(1)电场强度E多大?
(2)小球第一次与管底碰撞前瞬间的速度多大?
(3)小球与管底的碰撞为弹性碰撞(机械能不变)且碰撞时间可忽略,小球第二次与管底碰前瞬间的速度多大?
A、B两小球同时从距地面高为h=15m处的同一点抛出,初速度大小均为v0=10m/s。A球竖直向下抛出,B球水平抛出,空气阻力不计,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)A球经多长时间落地?(2)A球落地时,A、B两球间的距离是多少?
如图所示,在足够大的光滑绝缘水平面上有两个质量均为m、相距为L的小球A和B均处于静止,小球A带+q的电量,小球B不带电。若沿水平向右的方向加一大小为E的匀强电场,A球将受力而运动,并与B球发生完全弹性碰撞(碰撞时间极短),碰后两球速度交换,若碰撞过程中无电荷转移,求:
(1)A与B第一次碰后瞬时B球的速率?
(2)从A开始运动到两球第二次相碰经历多长时间?
(3)两球从第n次碰撞到第n+1次碰撞时间内A球所通过的路程?
如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离处,有一个点状的
放射源S,它向各个方向发射
粒子,
粒子的速度都是
,已知
粒子的电荷与质量之比
,现只考虑在图纸平面中运动的
粒子,求ab上被
粒子打中的区域的长度。
滑板运动是利用汽艇牵引运动员在水上滑行的一种运动(如图所示),滑行时汽艇用一根直径为6.3cm,长23m的拖索拖拉,且拖索头上装有一根直径为25cm-28cm的木质握把供滑水运动员握持。设一个质量为M=70kg的运动员,使用一个质量为m=10kg下面接近平面的滑板滑水,若带动运动员的汽艇以其额定功率P=21KW水平拉着运动员以速度v=108km/h做匀速运动,设在运动过程中汽艇受到空气和水的阻力恒为f1=60N,人和滑板受到的各种水平阻力恒为f2=40N,则
1)运动员脚下滑板与竖直方向的夹角应为多大?
2)如果该汽艇拖着滑板和人仍使其以原来的速度大小开始做半径为R=90m的匀速圆周运动,设拖索的拉力和阻力方向接近于切线方向,则滑水运动员应如何调整滑板与竖直方向的夹角?
如图所示为推行节水灌溉工程中使用的转动式喷水龙头的示意图。“龙头”离地面高h m,将水水平喷出,其喷灌半径为10h m,每分钟可喷水m kg,所用的水从地面以下H m深的井里抽取。设所用水泵(含电动机)的效率为η,不计空气阻力。求:⑴水从龙头中喷出时的速度v0⑵水泵每分钟对水做的功W⑶带动该水泵的电动机消耗的电功率P。