(10分)如图所示,水平放置的圆盘半径为 R =" 1" m,在其边缘C 点固定一个高度不计的小桶,在圆盘直径 CD 的正上方放置一条水平滑道 AB ,滑道与 CD 平行.滑道右端 B 与圆盘圆心 O 在同一竖直线上,其高度差为 h =" 1.25" m.在滑道左端静止放置质量为 m =" 0.4" kg的物块(可视为质点),物块与滑道间的动摩擦因数为 μ = 0.2.当用一大小为 F =" 4" N的水平向右拉力拉动物块的同时,圆盘从图示位置以角速度 ω = 2πrad/s,绕穿过圆心 O 的竖直轴匀速转动.拉力作用一段时间后撤掉,物块在滑道上继续滑行,由B 点水平抛出,恰好落入小桶内.重力加速度取10m/s2.
(1)求拉力作用的最短时间;
(2)若拉力作用时间为0.5s,求所需滑道的长度.
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m,导轨平面与水平面成,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度B =0.4T。质量m=0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直且保持良好接触,它们间的动摩擦因数μ=0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑,当金属棒下滑速度达到稳定时,速度大小为10 m/s(取g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时电阻R消耗的功率;
(3)电阻R的阻值。
如图所示,圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域,在圆内区域I(r≤R)和圆外区域II(r >R)分别存在两个匀强磁场,方向均垂直于xOy平面。垂直于xOy平面放置两块平面荧光屏,其中荧光屏甲平行于x轴放置在y=—2.2R的位置,荧光屏乙平行于y轴放置在x=3.5R的位置。现有一束质量为m、电荷量为q(q>0)、动能为E0的粒子从坐标为(—R,0)的A点沿x轴正方向射入区域I,最终打在荧光屏甲上,出现亮点N的坐标为(0.4R,—2.2R)。若撤去圆外磁场,粒子也打在荧光屏甲上,出现亮点M的坐标为(0,—2.2R),此时,若将荧光屏甲沿y轴负方向平移,发现亮点的x轴坐标始终保持不变。不计粒子重力影响。
(1)求在区域I和II中粒子运动速度v1、v2的大小;
(2)求在区域I和II中磁感应强度Bl、B2的大小和方向;
(3)若上述两个磁场保持不变,荧光屏仍在初始位置,但从A点沿x轴正方向射入区域I的粒子束改为质量为m、电荷量为-q、动能为3E0的粒子,求荧光屏上出现亮点的坐标。
一轻质细绳一端系一质量为m="0.05" kg的小球A,另一端套在光滑水平细轴O上,O到小球的距离为L=" 0.1" m,小球与水平地面接触,但无相互作用。在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,二者之间的水平距离S= 2m,如图所示。现有一滑块B,质量也为m,从斜面上高度h=3m处由静止滑下,与小球和挡板碰撞时均没有机械能损失。若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,滑块B与水平地面之间的动摩擦因数=0.25,g取10 m/s2。求:
(1)滑块B与小球第一次碰撞前瞬间,B速度的大小;
(2)滑块B与小球第一次碰撞后瞬间,绳子对小球的拉力;
(3)小球在竖直平而内做完整圆周运动的次数
如图所示,水平地面上放有质量均为m="1" kg刚物块A和B,两者之间的距离为l=0.75m。A、B与地面的动摩擦因数分别为=0.4、
=0.1。现使A获得初速度v0向B运动,同时对B施加一个方向水平向右的力F= 3N,使B由静止开始运动。经过一段时间,A恰好追上B。g取10m/s2。求:
(1)B运动加速度的大小;
(2)A初速度的大小v0;
(3)从开始运动到A追上B的过程中,力F对B所做的功
如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为(0,a),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的的左侧区域内,有一沿着y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从
点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限,当速度方向与x轴正方向的夹角θ="30" º时,画出粒子在磁场中的运动轨迹,并求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。