如图所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为2L,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为
,电荷量为
的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板L处有一固定档板,长为L的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触 Q开始,经历时间T0第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的
。求:
(1)小球第一次接触Q时的速度大小;
(2)假设小球第
次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第
次接触 Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式;
(3)若
,且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为
,试求带电小球最终停止的位置距P点的距离。
如图所示,在光滑的水平地面上,静止着质量为M =2.0kg的小车A,小车的上表面距离地面的高度为0.8m,小车A的左端叠放着一个质量为m=1.0kg的小物块B(可视为质点)处于静止状态,小物块与小车上表面之间的动摩擦因数μ=0.20。在小车A的左端正上方,用长为R=1.6m的不可伸长的轻绳将质量为m =1.0kg的小球C悬于固定点O点。现将小球C拉至使轻绳拉直且与竖起方向成θ=60°角的位置由静止释放,到达O点的正下方时,小球C与B发生弹性正碰(碰撞中无机械能损失),小物块从小车右端离开时车的速度为1m/s,空气阻力不计,取g=10m/s2. 求:
(1)小车上表面的长度L是多少?
(2)小物块落地时距小车右端的水平距离是多少?
如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求:
(1)回路中的感应电流大小及方向
(2)从t=0开始,经多长时间细线会被拉断
太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳能的来源.
(1)写出这个核反应方程;
(2)用mH表示质子的质量,mHe表示氦核的质量,me表示电子的质量,求一次核反应放出的能量;
如图所示,质量均为m的小滑块P和Q都视作质点,与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上。P以某一初速度v0向Q运动并与弹簧发生碰撞,在整个过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于多少?P最终的运动速度为多少?
如图所示为直角三棱镜的截面图,AB边长为40cm,一条光线平行于BC边入射,经棱镜折射后从AC边的中点M以θ角折射出去。已知∠A=θ=60°,光在真空中的传播速度为c=3×108m/s。求:
①该棱镜材料的折射率;
②光在棱镜中的传播速度;
③光在介质中的运动时间。