如图所示,两块平行金属板竖直放置,两板间的电势差U =1.5×103V(仅在两板间有电场),现将一质量m = 1×10-2kg、电荷量q = 4×10-5C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h = 20cm的地方以初速度v0 = 4m/s水平抛出,小球恰好从左板的上边缘进入电场,在两板间沿直线运动,从右板的下边缘飞出电场,求:
(1)金属板的长度L。
(2)小球飞出电场时的动能Ek。
如图所示,在光滑的水平面上有一质量为M=2m的L型小车,车子的右壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,弹簧中储存的弹性势能为Ep,弹簧处于自然状态时将伸长到O点,小车在O点的右侧上表面光滑而左侧上表面粗糙且足够长,小车上有一质量为m的物块A,刚好与弹簧接触但不连接,在地面上有一固定的挡板P,P与小车右端接触但不粘连。在某一时刻,弹簧突然解除锁定,求:
(1)物块A与弹簧分离时的速度v0;
(2)小车运行的最大速度v;
(3)系统克服摩擦而产生的热量Q。
如图,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度向左运动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t=3s有两个光滑的质量为m=1kg的小球B自传送带的左端出发,以v0=15m/s的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t1=
s而与木盒相遇。求(取g=10m
/s2)
(1)第1个球与木
盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度多大
?
(2)
第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?
(3)自木盒与第1个球相遇至与
第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?
如图所示,
质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系
一质量也为m的小球(大小不计).今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已
知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g.求:
(1)小物块Q离开平板车时速度为多大?
(2)平板车P的长度为多少?
(3)小物块Q落地时距小球的水平距离为多少?
(12分)处于静止状态的原子核X,进行α衰变后变成质量为M的原子核Y。被放出的α粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场时,测得它做圆周运动的轨道半径为r。已知α粒子的质量为m,基
元电荷电量为e。假如衰变释放的能量全部转化为Y核和α粒子的动能。求:衰变前的原子核X的质量MX。
如图所示,质量为m的滑块可沿竖直平行轨道上下运动(图中轨道未画出),在滑块正下方置一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧上端固定一质量为m的顶板。现在让滑块从距离弹簧顶板h高处由静止落下,与顶板碰撞并粘连在一起,滑块、顶板与轨道间的摩擦均忽略不计,在整个过程中弹簧始终处于弹性限度内。求:
(1)滑块与顶板碰撞后的共同速度;
(2)滑块与顶板碰撞后继续下落过程中的最大速度。已知弹簧的弹性势能Ep与弹簧形变量
的关系为
。