如图所示,竖直放置的圆形框架半径R=10m,A、B、C三点正好是圆上三点,而AC正好是该圆的直径。ABC为光滑轨道,B处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯,AB与竖直方向夹角为37°。如果套在杆上的小球自A点静止释放(图中小球未画出), 求小球运动到C点时间。
(已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
示波器是一种多功能电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形。它的工作原理等效成下列情况:(如图所示)真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板,A、B间的中心线射入板中。板长L,相距为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,周期为T,电压的最大值U0,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内,电场视作恒定的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏(非常大),中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。(已知电子的质量为m,带电量为e,不计电子重力)求:
(1)电子进入AB板时的初速度;
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上,电压的最大值U0需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的最大峰值和长度。
如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为
,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小。
如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦因数为0.5,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中,导轨所接电源的电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计,g取10m/s2,为了保证ab处于静止状态(cosθ=0.8),则:
(1)ab通入的最大电流为多少?
(2)ab通入的最小电流为多少?
(3)R的调节范围至少多大?
如图所示,质量M = 8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平恒力F,F = 8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m = 2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ = 0.2,小车足够长.求从小物块放上小车开始,经过t = 1.5s小物块通过的位移大小为多少?(取g = 10m/s2)。
如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求:
(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan ;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离s.