如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d = 2m。一质量m = 6.4×10-27kg、电荷量q =-3.2×10‑19C的带电粒子从P点以速度v = 4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过
x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
⑴带电粒子在磁场中运动的半径和时间;
⑵当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
⑶若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐
标x′与电场强度的大小E′的函数关系。
半径为R的半圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上,A点是最低点,B点是最高点,如图所示,质量为M的小球以某一速度自A点进入轨道,它经过最高点后飞出,最后落在水平地面上的C点,现测得AC=2R,求:
(1)小球从B点水平飞出时的速度是多少?
(2)小球自A点进入轨道时的速度大小?
(3)若轨道不光滑,小球从A点到B点需克服阻力做功0.5mgR,则小球自A点进入轨道时的速度应该多大?
如图所示,一个质量为m=2㎏的物体,受到与水平方向成37°角斜向下方的推力F=10N作用,在水平地面上由静止开始移动了距离s=2m后撤去推力,此后物体又滑行了一段距离后停止了运动。设物体与地面间的动摩擦因数为0.2,求:
(1)推力F对物体做的功;
(2)撤去力F时,物体的速度;
(3)全过程中摩擦力对物体所做的功。
如图所示,质量m=60kg的高山滑雪运动员,从A点由静止开始沿滑雪道滑下,从B点水平飞出后又落在与水平面成倾角θ=37°的斜坡上C点。已知A、B两点间的高度差为H=25m,B、C两点间的距离为S=75m。已知,取
。求:
(1)运动员从B点水平飞出时的速度大小。
(2)运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力做的功。
如图所示,飞机距离地面高H=500m,水平飞行速度为v1=100m/s,追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车,欲使投弹击中汽车,则飞机应在距汽车水平距离多远处投弹?(g=10m/s2)
如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始沿斜面向上运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求:
(1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)4.0s末力F的瞬时功率。