一个截面呈圆形的细管被弯成大圆环,并固定在竖直平面里。在管内的环底A处有一个质量为m、直径比管径略小的小球,小球上连有一根穿过位于环顶B处管口的轻绳,在外力F的作用下小球以恒定速率v沿管壁做半径为R的匀速圆周运动,如图所示,已知小球与管内壁中位于大环外侧部分的动摩擦系数为μ,而大环内侧部分的管内壁则是光滑的。忽略大环内、外侧半径的差别,认为均为R.试求小球从A点运动到B点过程中力F做的功。
如右图所示,光滑斜轨和光滑圆轨相连,固定在同一个竖直面内。圆轨的半径为R,一个小球(质量为m,大小可忽略不计)从离水平面高h处由静止开始自由下滑,由斜轨进入圆轨。
(1)若小球到达圆轨最高点时对圆轨的压力大小恰好等于自身重力大小,那么小球过圆轨最低点时对圆轨的压力是多大?
(2)为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨,
h应在什么范围内取值?
物块A静止在光滑斜面的底端,斜面倾角α=30°,斜面的长为L=1m,斜面固定在水平桌面上。用轻绳跨过斜面顶端的轻滑轮与物块A连接,滑轮与转轴之间的摩擦不计,开始绳刚好绷直,如右图所示。若在绳的末端施一竖直向下的恒力F=7N拉绳,物块A由斜面底端到顶端经历的时间为1s。取重力加速度g=10m/s2。
(1)物块A的质量mA是多大?
(2)若物块A静止在斜面底端时,在绳的末端绕过定滑轮挂
一质量为MB=1.5Kg的物块,A物块经多长时间到达顶端?
如图所示的装置,左半部为速度选择器,其有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里,图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,然后沿直线射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出,已知弧
所对应的圆心角为
。不计重力,求:
(1)离子速度
的大小;
(2)离子的质量。
如图所示,有一电子(质量为m,电荷量的绝对值为e),由静止经电压为Uo的加速电场加速后,沿两块水平正对且平行放置的金属板的中线进入板间。已知两块金属板间的距离为d、板间的电压为U,若电子刚好擦着板的边缘射出电场。不计重力,求:
(1)电子射出加速电场时的速率
(2)金属板的长度
如图所示,一束带负电的离子(电荷量的绝对值为e),以速度v垂直射入磁感强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是60°,不计重力,求:
(1)离子的质量
(2)离子穿过磁场的时间