如下图所示,竖直平面(纸面)内有直角坐标系,轴沿水平方向。在≤O的区域内存在方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为的匀强磁场。在第二象限紧贴轴固定放置长为、表面粗糙的不带电绝缘平板,平板平行于轴且与轴相距。在第一象限内的某区域存在方向相互垂直的匀强磁场(磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外)和匀强电场(图中未画出)。一质量为、不带电的小球从平板下侧点沿轴正向抛出;另一质量也为、带电量为的小球从点紧贴平板沿轴正向运动,变为匀速运动后从轴上的点进入电磁场区域做匀速圆周运动,经圆周离开电磁场区域,沿轴负方向运动,然后从轴上的点进入第四象限。小球相遇在第四象限的某一点,且竖直方向速度相同。设运动过程中小球电量不变,小球和始终在纸面内运动且均看作质点,重力加速度为。求:
(1)匀强电场的场强大小,并判断P球所带电荷的正负;
(2)小球的抛出速度的取值范围;
(3)是的多少倍?
中国海军歼-15舰载机已经在“辽宁”舰上多次进行触舰复飞,并已经进行了舰载机着陆和甲板起飞。这标志着我国已经基本拥有在航母上起降舰载机的能力。消息人士还记录了歼15起飞的大概过程。10时55分,飞机由机库运到飞行甲板上。11时15分,清理跑道,拖车把飞机拉到跑道起点,刹车。11时25分,甲板阻力板打开,舰载机发动机点火,保持转速70%。11时28分许,舰载机刹车松开,加速至最大推力,飞机滑跃离开甲板,顺利升空。现将飞机起飞模型简化为飞机先在水平甲板上做匀加速直线运动,再在倾角为θ=15°的斜面甲板上以最大功率做加速运动,最后从甲板飞出的速度为360km/h。若飞机的质量为18吨,甲板AB=180m,BC=50m,(飞机长度忽略当做质点,不计一切摩擦和空气阻力,取sin15°=0.3,g="10" m/s2)
(1)如果要求到达甲板B点的速度至少为离开斜面甲板速度的60%,则飞机在水平甲板上
运动时的牵引力至少为多少才能使飞机起飞?
(2)如果到达B点时飞机刚好到达最大功率,则从飞机开始运动到飞离甲板共需多少时间?
如图所示,微粒A位于一定高度处,其质量m = 1×10-4kg、带电荷量q =" +" 1×10-6C,塑料长方体空心盒子B位于水平地面上,与地面间的动摩擦因数μ = 0.1。B上表面的下方存在着竖直向上的匀强电场,场强大小E = 2×103N/C,B上表面的上方存在着竖直向下的匀强电场,场强大小为E。B上表面开有一系列略大于A的小孔,孔间距满足一定的关系,使得A进出B的过程中始终不与B接触。当A以υ1 = 1m/s的速度从孔1竖直向下进入B的瞬间,B恰以υ2 = 0.6m/s的速度向右滑行。设B足够长、足够高且上表面的厚度忽略不计,取g = 10m/s2,A恰能顺次从各个小孔进出B 。试求:
(1)从A第一次进入B至B停止运动的过程中,B通过的总路程s;
(2)B上至少要开多少个小孔,才能保证A始终不与B接触;
(3)从右到左,B上表面各相邻小孔之间的距离分别为多大?
如图所示,宇航员从空间站C(绕地球运行)上释放了一颗质量m的探测卫星P 。该卫星通过一条柔软的细轻绳与空间站连接,稳定时卫星始终在空间站的正下方,到空间站的距离为l 。已知空间站的轨道为圆形,周期为T,地球半径为R,地球同步卫星到地面的高度为H0,地球自转周期为T0,万有引力常量为G,忽略卫星拉力对空间站轨道的影响,求:
(1)空间站离地面的高度H及卫星离地面的高度h;
(2)卫星所受轻绳拉力的大小。
如图所示,在竖直平面内的轨道,AB段粗糙且绝缘,BC段为半径为R的光滑绝缘圆弧轨道,半径OC竖直。圆心O点处有一带电量为Q的正点电荷。一个质量为m带电量为(q>0)的小球自A点由静止开始下滑,小球沿轨道到达最高点C时恰好对轨道没有压力,小球经过B点时无机械能损失,已知A离地面高度 H=2.5R,AO间距离L=3R,重力加速度为g,静电力常量为k,求:
(1)小球到达C点时速度大小;
(2)小球到达B点时动能大小;
(3)摩擦力对小球做的功(提示:取无穷远处电势为零,离点电荷Q距离为r处的电势为φ="kQ/r" )。
一位同学玩飞镖游戏,已知飞镖距圆盘为L,且对准圆盘上边缘的A点水平抛出,初速度为v0 ,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直盘面且过盘心O点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A点,空气阻力忽略不计,重力加速度为g,求:
(1)飞镖打中A点所需的时间;
(2)圆盘的半径r;
(3)圆盘转动角速度的可能值。