如图所示,水平转台高h=1.25m,半径为R=0.2m,可绕通过竖直转轴转动。转台的同一半径上放有质量均为m=0.4kg的小物块A、B( 可视为质点),A与转轴间距离为r=0.1m,B位于转台边缘处,A、B间用长l=0.1m的细线相连,A、B与水平转台间最大静摩擦力均为fm=0.54N,g取10m/s2.
(1)当转台的角速度达到多大时细线上出现张力?
(2)当转台的角速度达到多大时A物体开始滑动?
(3)若A物体恰好将要滑动时细线断开,此后转台保持匀速转动,求B物块落地瞬间A、B两物块间的水平距离。(不计空气阻力,计算时取)
空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行。一带正电、电量为q,质量为m的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度由M匀速运动到N,如图所示。已知力F和MN间夹角为
,MN间距离为L,则:
(1)匀强电场的电场强度大小为多少?
(2)MN两点的电势差为多少?
(3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,则小球回到过M点的等势面时的动能为多少?
如图所示,两块平行极板AB、CD正对放置,极板CD的正中央有一小孔,两极板间距离AD为d,板长AB为2d,两极板间电势差为U,在ABCD构成的矩形区域内存在匀强电场,电场方向水平向右。在ABCD矩形区域以外有垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场。极板厚度不计,电场、磁场的交界处为理想边界。将一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子在极板AB的正中央O点,由静止释放。不计带电粒子所受重力。
(1)求带电粒子经过电场加速后,从极板CD正中央小孔射出时的速度大小;
(2)为了使带电粒子能够再次进入匀强电场,且进入电场时的速度方向与电场方向垂直,求磁场的磁感应强度的大小,并画出粒子运动轨迹的示意图。
(3)通过分析说明带电粒子第二次离开电场时的位置,并求出带电粒子从O点开始运动到第二次离开电场区域所经历的总时间。
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止。g取10m/s2,求:
(1)通过棒cd的电流I的大小;
(2)棒ab受到的力F的大小;
(3)棒ab运动速度的大小。
如图所示,AB为水平轨道,A、B间距离s=2m,BC是半径为R=0.40m的竖直半圆形光滑轨道,B为两轨道的连接点,C为轨道的最高点。一小物块以v0=6m/s的初速度从A点出发,经过B点滑上半圆形光滑轨道,恰能经过轨道的最高点,之后落回到水平轨道AB上的D点处。g取10m/s2,求:
(1)落点D到B点间的距离;
(2)小物块经过B点时的速度大小;
(3)小物块与水平轨道AB间的动摩擦因数。
如图所示,为一回旋加速器的示意图,其核心部分为处于匀强磁场中的D形盒,两D形盒之间接交流电源,并留有窄缝,离子在窄缝间的运动时间忽略不计。已知D形盒的半径为R,在D1部分的中央A处放有离子源,离子带正电,质量为m、电荷量为q,初速度不计。若磁感应强度的大小为B,每次加速时的电压为U。忽略离子的重力等因素。求:
(1)加在D形盒间交流电源的周期T;
(2)离子在第3次通过窄缝后的运动半径r3;
(3)离子加速后可获得的最大动能Ekm。