(18分)如图所示,长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点,另一端系质量为m的小球,小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上,使其从静止开始向右运动,一段时间后撤去该力,物块与小球发生正碰后速度大小变为原来的一半而速度方向不变,小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度为,小球和物体均可视为质点,试求:
(1)小物块碰撞前速度的大小;
(2)恒力F作用时间。
电子质量为m、电荷量为q,以速度v0与x轴成600角射入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后落在x轴上的P点,如图所示,求:
(1)粒子运动的半径R与周期T
(2)OP的长度;
(3)电子从由O点射入到落在P点所需的时间t.
如图所示,长度为l的细绳上端固定在天花板上O点,下端栓这质量为m的小球。当把细绳拉直时,细绳与竖直线夹角,此时小球静止与光滑的水平面上。
(1)当球以角速度做圆锥摆运动时,细绳的张力
为多大?水平面受到的压力N是多大?
(2)当球以角速度做圆锥摆运动时,细绳的张力
为多大?水平面受到的压力
是多大?
电梯上升的运动的v-t图像如图所示,求:
(1)电梯上升的高度:
(2)电梯运动过程中的最大加速度。
如图所示,两个绝缘斜面与绝缘水平面的夹角均为α=450,水平面长d,斜面足够长,空间存在与水平方向成450的匀强电场E,已知,一质量为m、电荷量为q的带正电小物块,从右斜面上高为d的A点由静止释放,不计摩擦及物块转弯时损失的能量。小物块在B点的重力势能和电势能均取值为零.试求:
(1)小物块下滑至C点时的速度大小.
(2)在AB之间,小物块重力势能与动能相等点的位置高度h1.
(3)除B点外,小物块重力势能与电势能相等点的位置高度h2.
如图甲所示,粒子源能连续释放质量为m,电荷量为+q,初速度近似为零的粒子(不计重力),粒子从正极板附近射出,经两金属板间电场加速后,沿y轴射入一个边界为矩形的匀强磁场中,磁感应强度为B,磁场方向垂直纸面向里.磁场的四条边界分别是y =0,y=a,x=-1.5a,x=1.5a.两金属板间电压随时间均匀增加,如图乙所示.由于两金属板间距很小,微粒在电场中运动时间极短,可认为微粒加速运动过程中电场恒定.
(1)求微粒分别从磁场上、下边界射出时对应的电压范围;
(2)微粒从磁场左侧边界射出时,求微粒的射出速度相对进入磁场时初速度偏转角度的范围,并确定在左边界上出射范围的宽度d .