如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度
,水平距离
,水平轨道AB长为
,BC长为
,小球与水平轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
.求:
(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?
(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?
如图所示,图中左边有一对平行金属板,两板相距为,电压为
。两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为
,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里;图中右边有一半径为
、圆心为
的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为
,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为
的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径
方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的
点射出,已知弧
所对应的圆心角为
,不计重力。
求:
(1)离子速度的大小;
(2)离子在圆形磁场区域内运动的时间;
(3)离子的质量。
如图所示,水平面上有两根相距的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体棒
长
,其电阻为
,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度
。现使
以
的速度向右做匀速运动。
(1)中的感应电动势多大?
(2)中电流的方向如何?
(3)若定值电阻,导体棒的电阻
,则电路中的电流多大?
如图所示,一带电量大小为的小球,质量为
,以初速度
竖直向上射入水平方向的匀强磁场中,磁感应强度为
,求:
(1)说出带电小球的电性;
(2)当小球运动到高水平面竖直高度为的
点时,球所受的磁场力大小。
在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来,斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数为,不计空气阻力,重力加速度
。
(1)若斜坡倾角,人和滑块的总质量为
,求人在斜坡上下滑时的加速度大小。(
,
)
(2)若由于受到场地的限制,A点到C点的水平距离为,为确保人身安全,假设你是设计师,在倾角
不变的情况下,你认为在设计斜坡滑道时,斜坡的最大设计高度是多少?
一条船由两岸纤夫拉着沿水平面的笔直水渠前进,水流作用可以忽略。岸这边纤夫以恒力拉船,方向如图所示,那么,对岸纤夫朝什么方向拉船时,用力最小?最小值为多少?