如右图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接。A、B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点。已知圆形轨道的半径R=0.50m,滑块A的质量mA=0.16kg,滑块B的质量mB=0.04kg,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h=0.80m,重力加速度g取10m/s2,空气阻力可忽略不计。
试求:(1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小;
(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小;
(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。
一束平行光线在垂直于玻璃半圆柱体轴线的平面内,按如图所示的方向射到半圆柱的平面上,已知光线与上表面的夹角为45°,求在半圆柱体的圆表面上有光线射出部分的弧长是多少?(已知玻璃半圆柱体的半径为0.2m,玻璃的折射率为)
如图所示,k是产生带电粒子的装置,从其小孔a水平向左射出比荷为1.0×l03C/kg的不同速率的带电粒子,带电粒子的重力忽略不计.Q是速度选择器,其内有垂直纸面向里的磁感应强度为3.0×l0-3T的匀强磁场和竖直方向的匀强电场(电场线未画出).
(1)测得从Q的b孔水平向左射出的带电粒子的速率为2.0×l03m/s,求Q内匀强电场场强的大小和方向.
(2)为了使从b孔射出的带电粒子垂直地打在与水平面成30°角的P屏上,可以在b孔与P屏之间加一个边界为正三角形的有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面.试求该正三角形匀强磁场的最小面积S与磁感应强度B间所满足的关系.
动物爱好者经过长期观察发现,猎豹从静止开始沿直线奔跑时,经过60m的距离其速度加速到最大为30m/s,以后只能维持这一速度4.0s;羚羊从静止开始沿直线奔跑时,经过50m的距离其速度加速到最大为25m/s,并能保持这一速度奔跑较长的时间.一次猎豹在距羚羊x处对羚羊开始发起攻击,羚羊在猎豹发起攻击后1.0s开始奔跑,结果猎豹在减速前追上了羚羊,试求x值的取值范围(假定猎豹和羚羊在加速阶段分别做匀加速直线运动,且均沿同一直线奔跑).
两根足够长的平行光滑导轨,相距1m水平放置。匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间B =" 0.4" T。金属棒ab、cd质量分别为0.1kg和0.2kg,电阻分别为0.4Ω和0.2Ω,并排垂直横跨在导轨上。若两棒以相同的初速度3m/s向相反方向分开,不计导轨电阻,求:
①棒运动达到稳定后的ab棒的速度大小;
②金属棒运动达到稳定的过程中,回路上释放出的焦耳热;
③金属棒运动达到稳定后,两棒间距离增加多少?
面积为0.5m2的导体环与5.0Ω的电阻连接成闭合回路。圆环处于垂直纸面向里的磁场中,该磁场的磁感强度随时间的变化规律如图,磁场方向垂直纸面向里为正方向。回路中导线和开关的电阻忽略不计。求:
①线圈中感应电动势的大小;
②电阻R消耗的电功率;
③在下方坐标纸中画出0到0.6s内感应电流随时间变化的图象(设感应电流逆时针方向为正)。