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2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方 向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R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m的鱼饵到达管口C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g.求:
(1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;
(2) 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;
(3) 已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO'在90°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
到m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S是多少?
(19分)如图所示,在
的空间中存在匀强电场,场强沿
负方向;在
的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直
平面(纸面)向外。一电量为
质量为
的带正电的运动粒子,经过
上
处的点
时速率为
方向沿
正方向;然后,经过
上
处的
点进入磁场,并经过
上
不计粒子重力。
求
(l)电场强度的大小。
(2)粒子到达
时速度的大小和方向。
(3)磁感应强度的大小。
如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s。一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为
,求物块停止的地方与N点距离的可能值。
如图所示是质谱仪示意图,图中离子源S产生电荷量为q的离子,经电压为U的电场加速后,由A点垂直射人磁感应强度为B的有界匀强磁场中,经过半个圆周,打在磁场边界底片上的P点,测得PA=d,求离子的质量m。
已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转的周期为T,试求地球同步卫星的向心加速度大小。
如图所示,在水平向右的匀强电场中,长为L的绝缘细绳将一个质量为m的带电小球悬挂于O点,平衡时,小球位于B点,此时绳与竖直方向的夹角为θ(θ<45°)。已知重力加速度为g。
求:
(1)小球静止在B点时受到绳的拉力大小。
(2)若将小球拉到O点等高的A点(此时绳拉直),然后释放小球,当小球运动到最低点C时受到绳的拉力大小。