如图所示,半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧固定在光滑水平面上,轨道上方A点有一质量为m=1.0㎏的小物块;小物块由静止开始下落后打在圆轨道上B点但未反弹,在瞬间碰撞过程中,小物块沿半径方向的分速度立刻减为零,而沿切线方向的分速度不变。此后,小物块将沿圆弧轨道滑下。已知A、B两点到圆心O的距离均为R,与水平方向夹角均为θ=300;C点为圆弧轨道末端,紧靠C点有质量M=3.0㎏的长木板P,木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板长L=2.5m,取g=10m/s2。
求:(1)小物块刚到达B点时的速度vB;
(2)小物块沿圆轨道到达C点时对轨道的压力;
(3)小物块与长木板的动摩擦因数至少为多大时,小物块才不会滑出长木板。
以18 km/h速度行驶的列车开始加速下坡,在坡路上的加速度大小等于0.2m/s2,经过30s到达坡底,求坡路的长度和列车到达坡底时的速度。
(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q(-2h,-h)点以速度v0水平向右射出,经坐标原点O处射入第Ⅰ象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场.已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:
(1 ) 电场强度E的大小;
(2)带电粒子从O点射出电场时与水平方向夹角的正切值
(3 ) 磁感应强度B的大小.
(12分)如图所示,平行且足够长的两条光滑金属导轨,相距L=0.5m,与水平面夹角为θ=30°,导轨电阻不计,整个导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,电阻均为R=0.1Ω,ab棒质量为m=0.1 kg,两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动.现ab棒在恒定外力F作用下,以恒定速度v=3 m/s沿着平行导轨向上滑动,cd棒则保持静止,试求: (取g=10m/s2)
(1)金属棒ab产生的感应电动势大小及线圈中的感应电流大小;
(2)拉力F的大小;
(3)cd棒消耗的功率。
竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为E,在该匀强电场中,用轻质绝缘丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,此时小球离右板距离为b,如图所示,问:
(1)小球所带电荷的电性如何?电荷量多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为r的圆形匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,在y= r的虚线上方足够大的范围内,有方向水平向左的匀强电场,电场强度为E,从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电荷量为q,质量为m,不计重力、粒子间的相互作用力及阻力。求:
(1)质子射入磁场时速度的大小;
(2)沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间;
(3)与x轴正方向成30o角(如图中所示)射入的质子,到达y轴的位置坐标。