如图所示,在xoy平面内,y轴左侧有一个方向竖直向下,水平宽度为m,电场强度E=1.0×104N/C的匀强电场.在y轴右侧有一个圆心位于x轴上,半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.01T,坐标为x0=0.04m处有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ.今有一束带正电的粒子从电场左侧沿+x方向射入电场,穿过电场时恰好通过坐标原点,速度大小
,方向与x轴成30°角斜向下.若粒子的质量
,电量
,粒子的重力不计。试求:
(1)粒子射入电场时位置的纵坐标和初速度大小;
(2)粒子在圆形磁场中运动的最长时间;
(3)若圆形磁场可沿x轴移动,圆心O′在x轴上的移动范围为,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,试求粒子打在荧光屏上的范围。
如图,竖直固定轨道abcd段光滑,长为L=1.0m的平台de段粗糙,abc段是以O为圆心的圆弧.小球A和B紧靠一起静止于e处,B的质量是A的4倍.两小球在内力作用下突然分离,A分离后向左始终沿轨道运动, 与de段的动摩擦因数μ=0.2,到b点时轨道对A的支持力等于A的重力的, B分离后平抛落到f点,f到平台边缘的水平距离S= 0.4m,平台高h=0.8m,g取10m/s2,求:
(1)AB分离时B的速度大小vB;
(2)A到达d点时的速度大小vd;
(3)圆弧 abc的半径R.
(16分)如图所示,一圆环A套在一粗细均匀的圆木棒B上,圆环A的高度相对B的长度可以忽略不计.A和B的质量都是0.5kg,A和B之间的滑动摩擦力为3N.开始时B竖直放置,下端离地面高度,A在B的顶端.现让它们由静止开始自由下落,当木棒与地面相碰后,木棒以竖直向上的速度反向运动.设碰撞时间很短,碰撞无机械能损失,不考虑空气阻力,取当地的重力加速度g取l0m/s2.试求:
(1)木棒第一次着地时速度的大小;
(2)A与地第一次碰撞后上升的最大高度;
(3)A上升至最大高度时,B的速度的大小;
(4)若在棒第二次着地前,要使A不脱离棒,棒的最小长度是多少?
(10分)汽车在高速公路上行驶的最高速度规定不超过120km/h, 发生故障时,警告标志应标明在故障车来车方向150m以外.某校研究性学习小组根据调查收集得到下面的资料,想通过探究性学习来说明“发生故障时警告标志应标明在故障车来车方向150m以外”的理论依据是否科学,假如你是小组成员之一,请你分析说明.(g取l0m/s2)
资料一:驾驶员的反应时间(从发现情况,经操纵刹车到车开始减速所经历的时间): 0.3s~0.6s之间
资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数:
路面 |
动摩擦因数 |
干沥青与混凝土路面 |
0.7~0.8 |
干碎石路面 |
0.6~0.7 |
湿沥青与混凝土路面 |
0.4~0.5 |
(8分)一重为G的小球,套于竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一劲度系数为k,自然长度为的轻质弹簧,其上端固定在大圆环的最高点,下端与小球相连,如图所示,不考虑一切摩擦。求小球静止时弹簧与竖直方向的夹角。
(8分)一机动车拉一拖车,由静止开始在水平轨道上匀加速前进,在运动开始后的头10s内走过40m,然后将拖车解脱.但机车的牵引力仍旧不变,再过10s两车相距60m.试求机动车和拖车质量之比.(计算时一切阻力均不计)