如图,水平地面上有一转台,高h=10米,由半径为R=1米和r=0.5米的两个半圆柱拼合而成,可绕其中心轴转动,平台边缘上放有两个质量均为m=0.1kg的物体,可视为质点,由一根长为1.5m的细线连接在一起,且细线过转台的圆心,A、B两物体与平台接触面的动摩擦系数均为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现在使转台转动的角速度缓慢地增大,g=10m/s2,求:
(1)在绳子无张力时,ω的最大值为多少?
(2)在A、B两个物体不滑动时,ω的最大值又为多少?
(3)接第2小题,当ω取最大值时,绳子突然断裂, A、B两个物体将同时离开转台,当两个物体同时第一次着地时,其着地点距离是多少?(结果带上根号)
如图,在半径为r的轴上悬挂着一个质量为M的水桶P,轴上均匀分布着6根手柄,每个柄端固定有质量均为m的金属球,球离轴心的距离为l,轮轴、绳和手柄的质量及摩擦均不计。现由静止释放水桶,整个装置开始转动。
(1)当水桶下降的高度为h时,水桶的速度为多少?
(2)已知水桶匀加速下降,下降过程中细绳的拉力为多少?
真空室中有如图甲所示的装置,电极K持续发出的电子(初速不计)经过电场加速后,从小孔O沿水平放置的偏转极板M、N的中心轴线OO(射入。M、N板长均为L,间距为d,偏转极板右边缘到荧光屏P(足够大)的距离为S。M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示。调节加速电场的电压,使得每个电子通过偏转极板M、N间的时间等于图乙中电压UMN的变化周期T。已知电子的质量、电荷量分别为m、e,不计电子重力。
⑴求加速电场的电压U1;
⑵欲使不同时刻进入偏转电场的电子都能打到荧光屏P上,求图乙中电压U2的范围;
⑶证明在⑵问条件下电子打在荧光屏上形成亮线的长度与距离S无关。
如图所示,在区域I()和区域Ⅱ内分别存在匀强电场,电场强度大小均为E,但方向不同.在区域I内场强方向沿y轴正方向,区域Ⅱ内场强方向未标明,都处在xoy平面内,一质量为m,电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I,从P点进入电场区域Ⅱ,到达Ⅱ区域右边界Q处时速度恰好为零.P点的坐标为(
).不计粒子所受重力,求:
(1)带电粒子射入电场区域I时的初速度;
(2)电场区域Ⅱ的宽度;
如图所示,贴着竖直侧面的物体A的质量mA=0.2kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg,绳和滑轮间的摩擦均不计,且绳的OB部分水平,OA部分竖直,A和B恰好一起匀速运动。取g=10m/s2, 求:
(1)物体B与桌面间的动摩擦因数?
(2)如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动,需多大的拉力?
(3)若在原来静止的物体B上放一个质量与B物体质量相等的物体后,物体B受到的摩擦力多大?
如图甲所示,A和B是真空中、两块面积很大的平行金属板,O是一个可以连续产生粒子的粒子源,O到A、B的距离都是l.现在A、B之间加上电压,电压UAB随时间变化的规律如图乙所示.已知粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生300个粒子,粒子质量为m、电荷量为-q.这种粒子产生后,在电场力作用下从静止开始运动.设粒子一旦磁到金属板,它就附在金属板上不再运动,且电荷量同时消失,不影响A、B板电势.不计粒子的重力,不考虑粒子之间的相互作用力.已知上述物理量l=0.6m,U0=1.2×103V,T=1.2×10-2s,m=5×10-10kg,q=1×10-7C.
(1)在t=0时刻出发的微粒,会在什么时刻到达哪个极板?
(2)在t=0到t=T/2这段时间内哪个时刻产生的微粒刚好不能到达A板?
(3)在t=0到t=T/2这段时间内产生的微粒有多少个可到达A板?