示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏显示出被检测的电压波形,它的工作原理如图(一)所示,真空室中电极k发出的电子(初速度为零),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板A、B的中心线射入板中,板长是L,相距为d,在两板间加上如图(二)所示的交流电压,前半个周期内B板的电势高于A板的电势。在每个电子通过极板的极短时间内,电场视为恒定。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x轴方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。求:(1)电子进入AB板时的初速度;(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上,图(二)中电压的最大值U0需要满足什么条件?(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度。并在图(三)所示的坐标系中画出这个波形。
一列火车由静止开始做匀加速直线运动,一个人站在第1节车厢前端的站台前观察,第1节车厢通过他历时2s,全部车厢通过他历时8s,忽略车厢之间的距离,车厢长度相等,求:
(1)这列火车共有多少节车厢?
(2)第9节车厢通过他所用时间为多少?
一质量为的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中
为粗糙的水平面,长度为L;
为一光滑斜面,斜面和水平面通过与
和
均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为
的木块以大小为
的水平初速度从
点向左运动,在斜面上上升的最大高度为
,返回后在到达
点前与物体P相对静止。重力加速度为g。
求(1)木块在段受到的摩擦力
;
(2)木块最后距点的距离
。
如图所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为的小球A和B。现将A和B分别置于距轴
和
处,并用不可伸长的轻绳相连。已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是
。试分析转速
从零逐渐增大,两球对轴保持相对静止过程中,在满足下列条件下,
与
、
、
的关系式。
(1)绳中刚出现张力时;
(2)A球所受的摩擦力方向改变时;
(3)两球相对轴刚要滑动时。
宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间
落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角
,已知该星球的半径为
,引力常量为
,求该星球的密度(已知球的体积公式是
)。
如图所示,一物块质量自平台上以速度
水平抛出,刚好落在邻近一倾角为
的粗糙斜面
顶端,并恰好沿该斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差
,粗糙斜面
倾角为
,足够长。物块与两斜面间的动摩擦因数均为
,
点离
点所在平面的高度
。物块在斜面上运动的过程中始终未脱离斜面,不计在
点的机械能损失。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
,
。(
取
)
(1)物块水平抛出的初速度是多少。
(2)若取所在水平面为零势能面,求物块第一次到达
点的机械能。
(3)从滑块第一次到达点时起,经
正好通过
点,求
之间的距离。