在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时刻度尺零刻线与O对齐,各计数点对应刻度尺的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点,则重物由O点运动到B点时(重物质量为m=1kg)(结果保留三位有效数字)求:
(1)重力势能减小量为多少?
(2)动能的增加量是多少?
(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?
如图所示,虚线 与 轴的夹角为 =60°,在此角范围内有垂直于 平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为 。一质量为 、电荷量为 ( >0)的粒子从左侧平行于 轴射入磁场,入射点为 。粒子在磁场中运动的轨道半径为 。粒子离开磁场后的运动轨迹与 轴交于 点(图中未画出),且 = 。不计重力。求 点到 点的距离和粒子在磁场中运动的时间。
一电荷量为 ( >0)、质量为 的带电粒子在匀强电场的作用下,在 =0时由静止开始运动,场强随时间变化的规律如图所示。不计重力,求在 =0到 = 的时间间隔内
(1)粒子位移的大小和方向;
(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间。
一客运列车匀速行驶,其车轮在轨道间的接缝处会产生周期性的撞击。坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为
。在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,火车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动。该旅客在此后的
内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过。已知每根轨道的长度为
,每节货车车厢的长度为
,货车车厢间距忽略不计。求
(1)客车运行的速度大小;
(2)货车运行加速度的大小。
蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初,运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段。
把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小
(
为床面下沉的距离,
为常量)。质量
的运动员静止站在蹦床上,床面下沉
;在预备运动中,假设运动员所做的总共
全部用于其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为
,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为
。取重力加速度
,忽略空气阻力的影响。
(1)求常量
,并在图中画出弹力
随
变化的示意图;
(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度 ;
(3)借助 图像可以确定弹性做功的规律,在此基础上,求 和 的值
如图所示,两平行金属板间距为
,电势差为
,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为
的匀强磁场。带电量为
、质量为
的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响,求:
(1)匀强电场场强
的大小;
(2)粒子从电场射出时速度
的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径
。