如图所示,半径分别为、
的两同心虚线圆所围空间分别存在电场和磁场,中心O处固定一个半径很小(可忽略不计)的金属球,在小圆空间内存在沿半径向内的辐向电场,小圆周与金属球间电势差为
,两圆之间的空间存在垂
直于纸面向里的匀强磁场,设有一个带负电的粒子从金属球表面沿
轴正方向以很小的初速度逸出,粒子质量为
,电荷量为
,(不计粒子的重力,忽略粒子逸出的初速度)求:
(1)粒子到达小圆周上时的速度为多大?
(2)粒子以(1)中的速度进入两圆间的磁场中,当磁感应强度超过某一临界值时,粒子将不能到达大圆周,求此磁感应强度的最小值.
(3)若磁感应强度取(2)中最小值,且,要使粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出发点,粒子需经过多少次回旋?并求粒子在磁场中运动的时间.(设粒子与金属球正碰后电量不变且能以原速率原路返回)
如图所示,AB为光滑的水平面,BC是倾角为α的足够长的光滑斜面(斜面体固定不动)。AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为L的均匀柔软链条开始时静止的放在ABC面上,其一端D至B的距离为L-a。现自由释放链条,则:
⑴链条下滑过程中,系统的机械能是否守恒?简述理由;
⑵链条的D端滑到B点时,链条的速率为多大?
如图,半径为R的1/4圆弧支架竖直放置,支架底AB离地的距离为2R,圆弧边缘C处有一小定滑轮,一轻绳两端系着质量分别为m1与m2的物体,挂在定滑轮两边,且m1>m2,开始时m1、m2均静止,m1、m2可视为质点,不计一切摩擦。求:
⑴ m1释放后经过圆弧最低点A时的速度;
⑵ 若m1到最低点时绳突然断开,求m1落地点离A点水平距离;
⑶ 为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足什么关系?
摄制组在某大楼边拍摄武打片,要求特技演员从地面飞到屋顶.为此导演在某房顶离地H=8m处架设了轮轴,如图所示,轮和轴的直径之比为,特技演员的质量m=60kg,若轨道车从图中A前进s=6m到B处时速度为v=5m/s,则钢丝在这一过程中对演员做的功为多少?(人和车可视为质点,轮轴的质量不计,轮轴的大小相对于H可忽略,g取10m/s2.)
如图所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+QA和+QB的电荷量,质量分别为mA和mB.两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩,整个装置处于方向水平向左的匀强电场中,电场强度为E.开始时A、B静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦及A、B间的库仑力,A、B所带电荷量保持不变,B一直在水平面上运动且不会碰到滑轮.试求
(1) 开始A、B静止时,挡板P对物块A的作用力大小;
(2) 若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,当物块C下落到最大距离时物块A对挡板P的压力刚好为零,试求物块C下落的最大距离;
(3) 若C的质量改为2M,则当A刚离开挡板P时,B的速度多大?
汽车的质量为2000kg,汽车发动机的额定功率为80kW,它在平直的公路上行驶时所受的阻力是4000N,试求:
⑴汽车保持额定功率从静止启动后达到的最大速度是多少?
⑵若汽车以2m/s2的加速度做匀加速直线运动,可维持多长时间?
⑶若汽车达到最大速度后,突然阻力变为原来的两倍,将做什么运动?