25.(18分)
如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0~90°范围内,已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一,求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的
(1)速度的大小; (2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦.
汽车以25 m/s的速度匀速直线行驶,在它后面有一辆摩托车,当两车相距1000 m时,摩托车从静止启动做匀加速运动追赶汽车,摩托车的最大速度可达30 m/s,若使摩托车在4 min时刚好追上汽车.求:
(1)摩托车做匀加速运动的加速度a.
(2)摩托车追上汽车前两车相距最大距离x.
质量为4m的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘,质量为m的小物块B沿桌面向A运动以速度与之发生正碰(碰撞时间极短)。碰后A离开桌面,其落地点离出发点的水平距离为L,碰后B反向运动。已知B与桌面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求:
(1)B后退的距离为多少?
(2)整个运动过程中,物块B克服摩擦力做的功与因碰撞损失的机械能之比为多少
如图所示,用一块长L1=2.5m的木板(木板下端有一底座高度与木板A、B相同)在墙和地面间架设斜面,斜面与水平地面的倾角θ可在0~60°间调节后固定。将质量m1=5kg的小物块从斜面顶端静止释放,为避免小物块与地面发生撞击,在地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2=10kg(忽略小物块在转角处和底座运动的能量损失)。物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.125,物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.4,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1(最大静摩擦力等于滑动摩擦力;重力加速度g=10m/s2)
(1)当θ角增大到多少时,小物块能从斜面开始下滑?(用正切值表示)
(2)当θ增大到37°时,通过计算判断货物是否会从木板B的右端滑落?若能,求货物滑离木板B右端时的速度;若不能,求货物最终停在B板上的位置?(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
如图,竖直放置一半径为r的光滑圆轨道,b为轨道直径的两端,该直径与水平面平行。现有一质量为m的小球(大小忽略不计)在水平向右的a、恒力F作用下沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb,求
(1)水平向右的恒力F为多少?
(2)小球经过a点时动能为多少?
某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从80 m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60 m远处由静止向楼底先匀加速运动3 s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上(不计空气阻力,人和汽车看成质点,g=10 m/s2),求:
(1)汽车须多长时间开到楼底;
(2)汽车匀加速运动的位移和加速度的大小。