(16分)如图10所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点,平衡时小球位于A点,此时绳与竖直方向的夹角θ=53°,绳长为l,B、C、D到O点的距离均为l,BD水平,OC竖直.BO=CO=DO=l.
(1)将小球移到B点,给小球一竖直向下的初速度vB,小球 图10
到达悬点正下方C点时绳中拉力恰等于小球重力,求vB的大小.
(2)当小球移到D点后,让小球由静止自由释放,求:小球首次经过悬点O正下方时的速率.(计算结果可带根号,取sin53°=0.8)
如图所示,质量M=100kg的平板车静止在水平路面上,车身平板离地面的高度h=1.25m。质量m=50kg的小物块(可视为质点)置于车的平板上,到车尾的距离b=1.0m,物块与车板间、车板与地面间的动摩擦因数均为=0.20。今对平板车施一水平恒力,使车向右行驶,结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时刻,车向右行驶的距离
=2.0m。求:
(1)物块在车板上滑行时间;
(2)对平板车施加的水平恒力F;
(3)物块落地时,落地点到车尾的水平距离。(取g=10m/s2)
我国优秀跳水运动员曾多次获得跳水的世界冠军,为祖国赢得了荣誉。国家队某运动员在一次10m跳台的跳水比赛中,从跳台上跳起到达最高点时,他的重心离跳台台面的高度为1.5m,在下落过程中他要做一系列动作,当下落到伸直双臂手触及水面时还要做一个翻掌压水花的动作,当手接触水面时他的重心离水面的距离是1.0m。他触水后由于水对他的阻力作用(这个阻力包括浮力和由于运动而受到的水的阻碍作用),他将做减速运动,其重心下沉的最大深度离水面4.5m。不计空气阻力,g取10m/s2。
(1)估算他在下落过程中可用完成一系列动作的时间为多少?
(2)运动员触水后到他停止下沉的过程中,所受的阻力是变力,为计算方便我们可以用平均阻力表示他所受到的阻力。估算水对他的平均阻力约是他自身所受重力的多少倍?
民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门和舷梯连接,供旅客上下飞机以外,还配有紧急出口.发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门后,会自动生成一个气囊,由斜面部分AC和水平部分CD构成,乘客可沿该气囊安全地滑行到地面,如图所示.某机舱离气囊底端的竖直高度AB=3.0m,气囊构成的斜面长AC=5.0m.质量m=60kg的乘客从气囊上由静止开始滑下,最后滑上水平部分上的E点静止.已知乘客与气囊动摩擦因数为μ=0.60,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)乘客下滑到C点时的速度大小vC;
(2)E点到C点的距离s;
(3)乘客从A滑行到E所用的时间t.
如图所示,轻绳悬挂一质量为m的小球,现对小球再施加一个力F,使小球静止在绳子与竖直方向成60°角的位置上,重力加速度为g。
(1)若F为水平方向,求F的大小;
(2)若要使F的取值最小,求F的大小和方向。
普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,铝的逸出功W0=6.72×10-19 J,现用波长λ=200 nm的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字).
①求光电子的最大初动能;
②若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个距离足够远且静止的电子运动,求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(除两电子间的相互作用以外的力均不计)。