(12分)如图11所示,长L=1.2 m、质量M=3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上,质量m=1 kg、带电荷量q=+2.5×10-4 C的物块放在木板的上端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104 N/C的匀强电场.现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N. 取g=10 m/s2,斜面足够长.求:
(1)物块经多长时间离开木板?
(2)物块离开木板时木板获得的动能. 图11
(3)物块在木板上运动的过程中,由于摩擦而产生的内能.
如图所示,水平光滑轨道AB与以O点为圆心的竖直半圆形光滑轨道BCD相切于B点,半圆形轨道的半径r=0.30m。在水平轨道上A点静置一质量为m2=0.12kg的物块2,现有一个质量m1=0.06kg的物块1以一定的速度向物块2运动,并与之发生正碰,碰撞过程中无机械能损失,碰撞后物块2的速度v2=4.0m/s。物块均可视为质点,g取10m/s2,求:物块2运动到B点时对半圆形轨道的压力大小;
发生碰撞前物块1的速度大小;
若半圆形轨道的半径大小可调,则在题设条件下,为使物块2能通过半圆形轨道的最高点,其半径大小应满足什么条件。
如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定斜面上,有一质量m=1.0kg的物体,其与斜面间动摩擦因数μ=0.20。物体受到平行于斜面向上F="9.6" N的拉力作用,从静止开始运动。已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,g取10m/s2。求:物体在拉力F作用下沿斜面向上运动的加速度大小;
在物体的速度由0增加到2.0m/s的过程中,拉力F对物体所做的功。
如图所示,水平地面上有一质量m=4.6kg的金属块,其与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20,在与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力F作用下,以v=2.0m/s的速度向右做匀速直线运动。已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,g取10m/s2。求:拉力
的大小;
若某时刻撤去拉力,金属块在地面上还能滑行多长时间。
在如图所示的空间区域里,y轴左方有一匀强电场,场强方向跟y轴正方向成60°,大小为E=4.0×105N/C;y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.20T。有一质子以速度v=2.0×106m/s,由x轴上的A点(10cm,0)沿与x轴正方向成30°斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场。已知质子质量近似为m=1.6×10-27kg,电荷q=1.6×10-19C,质子重力不计。求:(计算结果保留3位有效数字)质子在磁场中做圆周运动的半径。
质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间。
质子第三次到达y轴的位置坐标。
如图所示,ab、cd为一对水平正对放置的平行金属板,ab板在上、cd板在下,两板间距d=0.10m,板长l=2.0m,两板间电势差U=1.0×104V。一带负电荷的油滴以初速度v0=10m/s由两板中央沿垂直电场强度方向射入板间电场区,并能由bd端射出电场区。设电场区域仅限于两平行板之间,取g=10m/s2说明在带电油滴的比荷大小(q/m)不同时,油滴射入电场后可能发生的几种典型运动情况,指出运动性质。
求出上述几种典型运动情况中油滴的比荷大小(q/m)应满足的条件。