如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2的竖直细管,上半部是半径为的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,管内有一原长为、下端固定的轻质弹簧。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为的鱼饵到达管口时,对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为。求:
(1)质量为的鱼饵到达管口时的速度大小;
(2)弹簧压缩到0.5时的弹性势能;
(3)已知地面与水面相距1.5,若使该投饵管绕AB管的中轴线在90º角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在2到3之间变化,且均能落到水面。持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积是多少?
一根光滑的绝缘细杆与水平成倾斜放置,其BC部分在向右的匀强电场中,电场强度E=2×104N/C,在细杆上套一个带负电的电量q=1.73×10-5C,质量m=3×10-2kg的小球,今使小球由A点静止沿杆下滑从B点进入电场,已知AB长为
,如图,求:
(1)小球进入电场后还能滑行多远?
(2)小球从A滑至最远时间是多少?
如图所示,ABCD为竖直放在场强为E=104V/m水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的圆形轨道,轨道的水平部分与其半圆相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m,把一质量m=0.1kg、带电荷量q=+1×10-4C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放,小球在轨道的内侧运动。(g取10m/s2)求:
(1)小球到达D点时对轨道压力是多大?
(2)若让小球安全通过轨道,开始释放点离B点至少多远?
有一平行板电容器倾斜放置,极板AB、CD与水平面夹角,板间距离为d,AB板带负电、CD板带正电,如图所示,有一质量为m、电荷量大小为q的带电微粒,以动能EK沿水平方向从下极板边缘A处进入电容器,并从上极板边缘D处飞出,运动轨迹如图中虚线所示,试求:
(1)带电徽粒的电性。
2)两极板间的电势差。(
3)微粒飞出时的动能(重力加速度为g)
如图平行带电金属板A、B间可看成匀强电场,场强E=1.2×102V/m,板间距离d=5cm,电场中C点到A板和D点到B板的距离均为0.5 cm,B板接地,求:
(1)C、D两点的电势各为多少?
(2)将点电荷q=2×10-2C从C点匀速移到D点时外力做了多少功?
电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,1982年,澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s),若轨道宽2m,长为100m,通以恒定电流10A,则
(1)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大?
(2)安培力的最大功率为多大?(不计轨道摩擦)