如图所示为某一仪器的部分原理示意图,虚线OA、OB关于y轴对称,, OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场,电场强度大小相等、方向相反。带电粒子自x轴上的粒子源P处以速度v0沿y轴正方向射出,经时间t到达OA上的M点,且此时速度与OA垂直。已知M到原点O的距离OM = a,不计粒子的重力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)为使粒子能从M点经Ⅱ区域通过OB上的N点,M、N点关于y轴对称,可在区域Ⅱ内加一垂直xOy平面的匀强磁场,求该磁场的磁感应强度的最小值和粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标;
(3)当匀强磁场的磁感应强度取(2)问中的最小值时,且该磁场仅分布在一个圆形区域内。由于某种原因的影响,粒子经过M点时的速度并不严格与OA垂直,成散射状,散射角为,但速度大小均相同,如图所示,求所有粒子经过OB时的区域长度。
跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用依山势特别建造的跳台进行的。运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观。设一位运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出,到山坡上的B点着陆。如图所示,已知运动员水平飞出的速度为v0= 20m/s,山坡倾角为θ= 37°,山坡可以看成一个斜面。(g= 10m/s2,sin37º= 0.6,cos37º= 0.8)求(1)运动员在空中飞行的时间t(2)AB间的距离s
一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的边重合,如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为
,盘与桌面间的动摩擦因数为
。现突然以恒定加速度
将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于
边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度
满足的条件是什么?(以
表示重力加速度)
风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图所示。则:
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受风力为小球所受重力的倍,求小球与杆间的动摩擦因数。
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?(
,
)
民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门供旅客上下飞机,一般还设有紧急出口。发生意外情况的飞机在着陆后打开紧急出口,会自动生成一个由气囊构成的斜面,机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来,示意图如图。某机舱离气囊底端的竖直高度,气囊构成的斜面长
,
段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量
的人从气囊上由静止开始滑下,人与气囊、地面间的动摩擦因数均为
。求:
(1)人从斜坡上滑下时的加速度大小;
(2)人滑到斜坡底端时的速度大小;
(3)人离开点后还要在地面上滑行多远才能停下?
(不计空气阻力,)
在真空室内取坐标系xOy,在x轴上方存在二个方向都垂直于纸面向外的磁场区Ⅰ和Ⅱ(如图),平行于x轴的虚线MM’和NN’是它们的边界线,两个区域在y方向上的宽度都为d、在x方向上都足够长.Ⅰ区和Ⅱ区内分别充满磁感应强度为B和的匀强磁场.一带正电的粒子质量为m、电荷量为q,从坐标原点O以大小为v的速度沿y轴正方向射入Ⅰ区的磁场中.不计粒子的重力作用.
(1)如果粒子只是在Ⅰ区内运动而没有到达Ⅱ区,那么粒子的速度v满足什么条件?粒子运动了多长时间到达x轴?
(2)如果粒子运动过程经过Ⅱ区而且最后还是从x轴离开磁场,那么粒子的速度v又满足什么条件?并求这种情况下粒子到达x轴的坐标范围?