如图所示,在直角坐标系的原点O 处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右侧有一很薄的挡板,垂直于x 轴放置,挡板与xoy 平面交线的两端M、N 正好与原点O 构成等边三角形,O′ 为挡板与x 轴的交点。在整个空间中,有垂直于xoy 平面向外的匀强磁场(图中未画出),带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动。已知带电粒子的质量为m,带电荷量大小为q,速度大小为υ,MN 的长度为L。(不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用)
(1)确定带电粒子的电性;
(2)要使带电粒子不打在挡板上,求磁感应强度的最小值;
(3)要使MN 的右侧都有粒子打到,求磁感应强度的最大值。(计算过程中,要求画出各临界状态的轨迹图)
如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板
和
,两极板中心各有一小孔
、
,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为
,周期为
。在
时刻将一个质量为
、电量为
的粒子由
静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在
时刻通过
垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)
(1)求粒子到达
时的速度大小
和极板距离
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在
时刻再次到达
,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小
如图所示,一工件置于水平地面上,其
段为一半径
的光滑圆弧轨道,
段为一长度
的粗糙水平轨道,二者相切于
点,整个轨道位于同一竖直平面内,
点为圆弧轨道上的一个确定点.一可视为质点的物块,其质量
,与
间的动摩擦因数
.工件质量
,与地面间的动摩擦因数
.(取
)
(1)若工件固定,将物块由 点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求 、 两点间的高度差 。
(2)若将一水平恒力
作用于工件,使物体在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动
①求
的大小
②当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至 段,求物块的落点与 点间的距离。
如图11所示,质量为m的小球,由长为l的细线系住,细线的另一端固定在A点,AB是过A的竖直线,E为AB上的一点,且AE=0.5l,过E作水平线EF,在EF上钉铁钉D,若线能承受的最大拉力是9mg,现将小球拉直水平,然后由静止释放,若小球能绕钉子在竖直面内做圆周运动,不计线与钉子碰撞时的能量损失.求钉子位置在水平线上的取值范围.
A是地球的同步卫星,另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h,已知地球半径为R,地球自转角速度ω0,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心。
(1)求卫星B的运动周期
(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?
有一辆汽车的质量为2×103kg,额定功率为9×104W。汽车在平直路面上由静止开始运动,所受阻力恒为3×103N。在开始起动的一段时间内汽车以1m/s2的加速度匀加速行驶。从开始运动到停止加速所经过的总路程为270m。求:
(1)汽车匀加速运动的时间;
(2)汽车能达到的最大速度;
(3)汽车从开始运动到停止加速所用的时间。