如图甲所示,两水平放置的平行金属板A、B的板长,板间距离d=0.10m,在金属板右侧有一范围足够大,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1.0×10-2T,其左边界为y轴.在t=0时刻,两金属板间加如图乙所示的正弦交变电压.现从t=0开始,位于极板左侧的粒子源沿x轴向右以1000个/秒的数量连续均匀发射带正电的粒子,粒子均以
的初速度沿x轴进入电场,经电场后部分粒子射入磁场.已知带电粒子的比荷
,粒子通过电场区域的极短时间内,极板间的电压可以看作不变,不计粒子重力,不考虑极板边缘及粒子间相互影响.试求:
(1)t=0时刻进入的粒子,经边界y轴射入磁场和射出磁场时两点间的距离;
(2)每秒钟有多少个粒子进入磁场;
(3)何时刻由粒子源进入的带电粒子在磁场中运动时间最长,求最长时间tm(π≈3).
(10分)如图所示,质量为15kg的物体用两根绳子AO和BO吊挂在天花板下处于静止状态,绳AO、BO与竖直方向的夹角分别为53°、37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)
(1)求两根绳子受到的拉力大小。(6分)
(2)如果绳AO、BO的最大承受力都是200N,为了使绳子不被拉断,则所挂的重物的质量最多不能超过多少?(4分)
某一长直的赛道上,有一辆F1赛车,前方200m处有一安全车正以的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以
的加速度追赶;求:
(1)赛车出发多长时间追上安全车?( 5分)
(2)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以的加速度做匀减速直线运动,再经过多长时间两车第二次相遇?
一质点从A点静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动,经5s后达B作匀速运动,又经4s到C点,最后2秒的时间使质点从C点匀减速到D点速度为零,则:
(1)质点匀速运动的速度是多大?
(2)减速运动时的加速度是多大?
(3)AD相距多远?
如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点,装置静时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37º。已知小球的质量m=1kg,细线AC长L=1m,B点距C点的水平和竖直距离相等。(重力加速度g取10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8)
(1)若装置匀速转动的角速度为ω1时,细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°,求角速度ω1的大小;
(2)若装置匀速转动的角速度为ω2时,细线AB刚好竖直,且张力为0,求此时角速度ω2的大小;
(3)装置可以以不同的角速度匀速转动,试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方ω2变化的关系图像
如图所示,ABC为一固定的半圆形轨道,轨道半径R=0.4m,A、C两点在同一水平面上.现从A点正上方h=2m的地方以v0=4m/s的初速度竖直向下抛出一质量m=2kg的小球(可视为质点),小球刚好从A点进入半圆轨道.不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2 .
(1)若轨道光滑,求小球下落到最低点B时的速度大小;
(2)若轨道光滑,求小球相对C点上升的最大高度;
(3)实际发现小球从C点飞出后相对C点上升的最大高度为2.5m,求小球在半圆轨道上克服摩擦力所做的功.