汤姆生在测定阴极射线比荷时采用的方法是利用电场、磁场偏转法,即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角。设竖直向下的匀强电场的电场强度为E,阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ(θ较小,θ≈tanθ)(如图A);以匀强磁场B代替电场,测出经过一段弧长L的运动偏角为φ(如图B),已知阴极射线入射的初速度相同,试以E、B、L、θ、φ表示阴极射线粒子的比荷q/m的关系式。(重力不计)
在2014年索契冬奥会上,奥地利选手梅耶耳力战群雄,最终夺得男子高山滑雪冠军。假设滑雪赛道可简化为倾角为θ=30°,高度为h=945m的斜面,运动员的质量为m=60kg,比赛中他由静止从斜面最高点开始滑下,滑到斜面底端时的速度v=30m/s,该过程中运动员的运动可看作匀加速直线运动(g取10m/s2)求:
(1)整个过程运动时间;
(2)运动过程中所受的平均阻力(结果保留三位有效数字)。
如图所示,水平传送带以恒定的速率v="4" m/s运送质量m="0.5" kg的工件(可视为质点).工件都是在位置A无初速度地放在传送带上的,且每当前一个工件在传送带上停止相对运动时,后一个工件即放到传送带上,今测得与传送带保持相对静止的相邻两工件之间的距离为2.0 m·g取10 m/s2.求:
(1)某一工件刚放到A点时它与前一工件之间的距离x0;
(2)工件与传送带之间的动摩擦因数
;
(3)由于传送工件而使带动传送带的电动机多消耗的功率.
如图所示,质量为m=1kg的物块,放置在质量M=2kg足够长木板的中间,物块与木板间的动摩擦因数为0.1,木板放置在光滑的水平地面上.在地面上方存在两个作用区,两作用区的宽度均为1m,边界距离为d,作用区只对物块有力的作用:I作用区对物块作用力方向水平向右,II作用区对物块作用力方向水平向左.作用力大小均为3N.将物块与木板从图示位置(物块在I作用区内的最左边)由静止释放,已知在整个过程中物块不会滑离木板.取g=10m/s2.
(1)在物块刚离开I区域时,物块的速度多大?
(2)若物块刚进入II区域时,物块与木板的速度刚好相同,求两作用区的边界距离d;
(3)物块与木板最终停止运动时,求它们相对滑动的路程.
光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图所示装置,其中直轨道bc粗糙,直轨道cd光滑,两轨道相接处为一很小的圆弧。质量为m=0.1kg的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动,到达轨道最高点a时的速度大小为v=4m/s,当滑块运动到圆轨道与直轨道bc的相切处b时,脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc滑行,到达轨道cd上的d点时速度为零。若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计,已知圆轨道的半径为R=0.25m,直轨道bc的倾角
=37o,其长度为L=26.25m,d点与水平地面间的高度差为h=0.2m,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6。求:
(1)滑块在圆轨道最高点a时对轨道的压力大小;
(2)滑块与直轨道bc问的动摩擦因数;
(3)滑块在直轨道bc上能够运动的时间。
如图所示,与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上场强大小为
的匀强电场(上、下及左侧无界)。一个质量为
、电量为
的可视为质点的带正电小球,在
时刻以大小为
的水平初速度向右通过电场中的一点P,当
时刻在电场所在空间中加上一如图所示随时间周期性变化的磁场,使得小球能竖直向下通过D点,D为电场中小球初速度方向上的一点,PD间距为
,D到竖直面MN的距离DQ为
.设磁感应强度垂直纸面向里为正.
(1)试说明小球在0—
时间内的运动情况,并在图中画出运动的轨迹;
(2)试推出满足条件时
的表达式(用题中所给物理量
、
、
、
、
来表示);
(3)若小球能始终在电场所在空间做周期性运动.则当小球运动的周期最大时,求出磁感应强度
及运动的最大周期
的表达式(用题中所给物理量
、
、
、
来表示)。