(10分) 如图所示,某放射源A中均匀地向外辐射出平行于y轴的速度一定的α粒子,粒子质量为m,电荷量为q.为测定其从放射源飞出的速度大小,现让α粒子先经过一个磁感应强度为B、区域为半圆形的匀强磁场,经该磁场偏转后,它恰好能够沿x轴进入右侧的平行板电容器,并打到置于板N的荧光屏上出现亮点.当触头P从右端向左移动到滑动变阻器的中央位置时,通过显微镜头Q看到屏上的亮点恰好能消失.已知电源电动势为E,内阻为r0,滑动变阻器的总电阻R0="2" r0,求:(1) α粒子从放射源飞出速度的大小
;
(2)满足题意的α粒子在磁场中运动的总时间t;
(3)该半圆形磁场区域的半径R.
如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求:⑴物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍?⑵物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
如图在光滑水平面上放一质量为M的物体,M的左侧是一个光滑的圆弧面,一质量为m的小球以速度v0冲上M的光滑圆弧面,而未能越过,求:
①m能上升的最大高度;
②此过程中M对m做的功为多少?
如图,一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动.一长L为0.8m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量m1为0.2kg的球.当球在竖直方向静止时,球对水平桌面的作用力刚好为零.现将球提起使细绳处于水平位置时无初速释放.当球m1摆至最低点时,恰与放在桌面上的质量m2为0.8kg的小铁球正碰,碰后m1小球以2m/s的速度弹回,m2将沿半圆形轨道运动,恰好能通过最高点D.g=10m/s2,求:
(1)m2在圆形轨道最低点C的速度为多大?
(2)光滑圆形轨道半径R应为多大?
一质量为M的航天器远离太阳和行星,正以速度v。在太空中飞行,某—时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体向后喷出的速度大小为vl,求加速后航天器的速度大小(v。、vl均为相对同—参考系的速度).
某市规定卡车在市区一特殊路段行驶速度不得超过36km/h,有一辆卡车在危急情况下紧急刹车,车轮抱死滑动一段距离后停住,交警测得刹车过程中轮胎在路面上擦过的笔直的痕迹长9m,从厂家的技术手册中查得该车轮和地面的动摩擦因数为0.8。
(1)请你判断此辆卡车是否违反规定超速行驶(假定刹车后卡车做匀减速运动,计算时可取g = 10m/s2)
(2)如果汽车安装车轮防抱死装置,则紧急刹车时可获得比车轮抱死时更大的制动力,从而使刹车距离大大减小,而减小刹车距离则是避免交通事故的最有效途径,刹车距离除与汽车的初速度、制动力有关外,还必须考虑驾驶员的反应时间(司机从发现情况到肌肉动作操作制动器的时间),假设汽车安装办轮防抱死装置后刹车时的制动力是定值f,驾驶员的反应时间为t0,汽车的质量为m,行驶速度为v0,请你通过计算刹车距离并说明高速公路上严禁超速、超载和酒后驾驶的原因。