(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?
据报道,一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速度掉下,在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现,该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童.已知管理人员到楼底的距离为18m,为确保能稳妥安全接住儿童,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击.不计空气阻力,将儿童和管理人员都看作质点,设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g取10m/s2.
(1)管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底?
(2)若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等,且最大速度不超过9m/s,求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件?
如图所示,ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道,其中ABC的末端水平,DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道,其直径DF沿竖直方向,C、D可看作重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放,
(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道内侧运动,H至少要有多高?
(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值,小球可击中圆周上与圆心等高的E点,求h。(取g=10m/s2)
已知万有引力常量G,地球半径R,月球与地球间距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球自转周期T2,地球表面的重力加速度g ;某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:同步卫星绕地心做圆周运动,由
得
(1)请判断上面的结果是否正确,并说明理由。如不正确,请给出正确的解法和结果。
(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法,并解得结果。
如图所示,小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道,已知轨道的半径为R,小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力。请求出:
(1)小球到达轨道最高点时的速度为多大?
(2)小球落地时距离A点多远?落地时速度多大?
如图所示,光滑水平地面上有一足够长的木板,左端放置可视为质点的物体,其质量为m1=1kg,木板与物体间动摩擦因数u=0.1。二者以相同的初速度Vo="0.8m/s" —起向右运动,木板与竖直墙碰撞时间极短,且没有机械能损失。重力加速度g =10 m /s2。
I .如果木板质量m2=3kg,求物体相对木板滑动的最大距离;
II.如果木板质量m2=0.6kg,求物体相对木板滑动的最大距离。