2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶由花岗岩凿磨制成,底面积约为0. 018 m2,质量约为20kg。比赛时,冰壶由运动员推出后在一个非常平整的冰道上滑行,如图甲所示。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如图乙所示的过程:运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线以恒力
推到距O点
m的A点放手,此后冰壶沿
滑行,最后静止于C点。已知冰面与冰壶间的动摩擦因数
,
,取当地的重力加速度
。试求:
(1)冰壶在A点速度的大小。
(2)运动员以恒力推冰壶的过程中力做功的平均功率。
(3)若运动员在冰壶行进前方的冰道上用冰刷“刷冰”,使冰转化成薄薄的一层水,从距A点远的B点开始,将
段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8
,原来只能滑到C点的冰壶能静止于
点,求
点与
点之间的距离
为多少?
(8分)如果把带电量q=-3×10-6C的点电荷,从无穷远处移至电场中的A点,需要克服电场力做功1.2×10-4J。选取无穷远处为零势面问:
(1)A点的电势为多少? (2)q电荷在A点的电势能为多少?
(3)q未移入电场前A点的电势为多少?
飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器。已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。
(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器。求离
子到达探测器的全部飞行时间。
(2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系。
如图是有两个量程的电流表,当使用a、b两个端点时,量程为3A,当使用a、c两个端点时,量程为0.6A。已知表头的内阻Rg为200Ω,满偏电流Ig为2mA,求电阻R1、R2的值。
如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为−2×10−5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。则:
(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A.B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?
如图所示,半径为的半圆光滑轨道固定在水平地面上。
、
点在同一竖直直线上。质量为
的小球以某一速度
从
点运动到
点进入轨道,小球与水平地面间的动摩擦因数为
。它经过最高点
飞出后又能落回到
点,
=2
。求小球在
点时的速度的大小。