如图所示,水平金属导轨MN、PQ固定于同一竖直平面上,高度差为3L,左端与水平放置的平行极板相连接,长方形区域Ⅰ、区域Ⅱ存在垂直导轨平面的匀强磁场,两磁场区域的宽度分别为L、2L,Ⅱ区磁感应强度大小是Ⅰ区的3倍. 金属杆CD在外力作用下能保持竖直状态,紧贴导轨匀速滑行,且与导轨接触良好. 当CD杆以2v0的速度水平向右进入Ⅰ区的磁场时,两极板中有一质量为m的带电油滴恰能平衡. 现让CD杆以v0的速度匀速通过两个磁场区域,杆刚进入Ⅰ区的磁场时,释放油滴,如果只考虑CD杆在两磁场区的过程,设油滴不会落到极板上,重力加速度为g. 求全过程:
(1)油滴能达到的最大速度vm;(2)电场力对油滴做的功W.
如图所示,粗糙平台高出水平地面h=1.25m,质量为m=1kg的物体(视作质点)静止在与平台右端B点相距L=2.5m的A点,物体与平台之间的动摩擦因数为μ=0.4。现对物体施加水平向右的推力F=12N,作用一段时间t0后撤去,物体向右继续滑行并冲出平台,最后落在与B点水平距离为x=1m的地面上的C点,忽略空气的阻力,取g=10m/s2。求:
(1)物体通过B点时的速度;
(2)推力的作用时间t0。
(10分)有三根长度皆为l=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量皆为m=1.00×10-2kg的带电小球A和B,它们的电量分别为-q和+q,q=1.00×10-7C。A、B之间用第三根线连接起来。空间中存在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A、B球的位置如图所示。现将O、B之间的线烧断,由于有空气阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置再次静止。(不计两带电小球间相互作用的静电力,g=10m/s2,结果保留三位有效数字)
(1)细线烧断前AB间细线的拉力
(2)从烧断细线到重新平衡过程中两球克服阻力做功之和
(10分)如图所示,五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上,每块木板的长度L=0.5m,质量m=0.6kg。一质量M=1kg的小物块以=3m/s水平速度从第一块长木板的最左端滑入。已知小物块与长木板间的动摩擦因数
,长木板与地面间的动摩擦因数
,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。重力加速度g取
。求:
(1)小物块滑至第四块长木板时,物块与第四块长木板的加速度分别为多大?
(2)物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离?
(10分)在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电电量q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为53°的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出,求运动过程中(sin53°=0.8,)
(1)此电场的电场强度大小;
(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U;
(3)小球的最小动能
(8分)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,求:
(1)小球通过最高点A时的速度vA.
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力.