(14分)如下图,竖直平面坐标系的第一象限,有垂直
面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直
面向里的水平匀强电场,大小也为
;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为
的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点
相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于
.一质量为
的带电小球从
轴上(
)的
点沿
轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点
,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过
点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为
).
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)点距坐标原点
至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过
点开始计时,经时间
小球距坐标原点
的距离
为多远?
(10分)如图所示,A、B是系在绝缘细线两端的两个小球,A球不带电,质量为kg,B球带正电,现将绝缘细线通过O点的光滑定滑轮,将两球悬挂起来,B球处在水平向右的电场强度为E=2×104N/C的匀强电场中,两球平衡时,OA线竖直,OB线偏离竖直方向
,(
,g=10m/s2)
求:(1)B球的质量;(2)B球的带电量q。
(12分)如图所示,半径R=0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.1kg的小球,以初速度v0=8m/s在水平地面上向左作加速度a=4m/s2的匀减速直线运动,运动4m后,冲上竖直半圆环,经过最高点B最后小球落在C点。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球到达A点时速度大小;
(2)小球经过B点时对轨道的压力大小;
(3)A、C两点间的距离。
(12分)有一辆质量m=4×103kg汽车,其发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶时受到的阻力是2000N,求:
(1)发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度;
(2)在同样的阻力下,如果匀速行驶的速度为20m/s,发动机输出的实际功率;
(3)若该汽车以恒定加速度a=0.5m/s2启动,这一匀加速过程能持续的时间。
(10分)一辆质量为m=1600kg汽车驶上圆弧半径为R=160m的拱桥,取重力加速度g=10m/s2,问:
(1)汽车到达桥顶时速度为10m/s,汽车对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力?
在一次警车A追击劫匪车B时,两车同时由静止向同一方向加速行驶,经过30 s追上.两车各自的加速度为aA=15 m/s2,aB=10 m/s2,各车最高时速分别为vA=45 m/s,vB=40 m/s,问追上时两车各行驶多少路程?原来相距多远?