扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆,其简化模型如图所示:I、II两处的条形匀强磁场区域的宽度分别为L1、L2,边界竖直,I区域的右边界和II区域的左边界相距L,磁感应强度大小分别为B1、B2,方向相反且垂直纸面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器的负极板处由静止释放,两极板间电压为U,粒子经电场加速后平行纸面射入I区域,射入时的速度方向与水平方向的夹角θ=30°。
(1)当L1=L,B1=B0时,粒子从I区域右边界射出时速度与水平方向的夹角也为30°,求B0及粒子在I区域中运动的时间t1;
(2)若L2=L1=L,B2=B1=B0,求粒子在I区域中的最高点与II区域中的最低点之间的高度差h;
(3)若L2=L1=L,B1=B0,为使粒子能返回I区域,求B2应满足的条件;
(4)若L1≠L2,B1≠B2,且已保证粒子能从II区域的右边界射出,为使粒子从II区域右边界射出时速度与从I区域左边界射入时的方向总相同,求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式。
如图,在半径R=0.1m的水平圆板中心轴正上方高h=0.8m处以v0=3m/s的速度水平抛出一球,圆板做匀速转动。当圆板半径OB转到图示位置时,小球开始抛出。要使球与圆板只碰一次,且落点为B,求:
(1) 小球击中B点时的速度大小;
(2)若小球在空中运动的时间为0.4s,圆板转动的角速度ω为多少?
航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=0.5kg,动力系统提供的恒定升力F=8N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。(设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2。)
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=6s时到达高度H=36m。求飞行器所受阻力大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=5s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h;
(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时t3。
如图所示,A、B两轮间距为L=3.25m,套有传送带,传送带与水平方向成α=30°角,传送带始终以2m/s的速率运动。将一物体轻放在A轮处的传送带上,物体与传送带间的滑动摩擦系数为μ=
/5,g取10m/s2。则:
(1)物体从A运动到B所需的时间为多少?
(2)若物体与传送带间的滑动摩擦系数为μ=
/2,物体从A运动到B所需的时间为多少?
如图所示,一个人站在距离平直公路h=50m远的B处,公路上有一辆汽车以v1=10m/s的速度行驶。当汽车与人相距L=200m的A处时,为了使人跑到公路上时能与车相遇,人的速度至少为多大?此时人应该沿哪个方向运动?
一辆卡车以10m/s的速度匀速行驶,当它驶过某车站时,一辆轿车正好以1m/s2的加速度由车站开出,它们沿同一直线、同一方向行驶。问
(1)在轿车追上卡车前,在什么时候两车相距最远?
(2)相遇时卡车离车站多远?