真空中有如图l装置,水平放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿竖直放置的金属板C、D的中间线,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计、重力不计)P进入A、B间被加速后,再进入金属板C、D间的偏转电场偏转,并恰能从D板下边缘射出。已知金属板A、B间电势差为UAB=+U0,C、D板长度均为L,C、D板间距为。在金属板C、D下方有如图l所示的、有上边界的、范围足够大的匀强磁场,该磁场上边界与金属板C、D下端重合,其磁感应强度随时间变化的图象如图2,图2中的B0为已知,但其变化周期T未知,忽略偏转电场的边界效应。
(1)求金属板C、D间的电势差UCD;
(2)求粒子刚进入磁场时的速度;
(3)已知垂直纸面向里的磁场方向为正方向,该粒子在图2中t=时刻进入磁场,并在t=T0时刻的速度方向恰好水平,求该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t总。
研究小组利用图示装置探究小物块在斜面上的运动。木板OA长度L =" 3.75" m,可绕轴O在竖直平面内转动,它与水平面的夹角记为θ;小物块的质量m =0.1 kg,与木板之间的动摩擦因数μ = 0.25,开始时小物块静置于O端。大小为1 N、方向始终平行于木板的力F作用于小物块上(取g =" 10" m/s2,sin370 = 0.6)。求:
(1)θ取何值时,小物块在木板上运动的时间最长?
(2)当θ = 370时,为保证小物块不冲出木板顶端,力F的作用时间不得超过多少?
某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,可以载人运动,下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘,转盘轴心离平台的水平距离为L,平台边缘与转盘平面的高度差H。选手抓住悬挂器后,按动开关,在电动机的带动下从A点沿轨道做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动。起动后2 s悬挂器脱落。设人的质量为m(看作质点),人与转盘间的最大静摩擦力为μmg,重力加速度为g.
(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零,为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘,转盘的角速度ω应限制在什么范围?
(2)已知H=3.2 m,R ="0.9" m,取g=10 m/s2,当a=2 m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上,求L = ?
(3)选手要想成功落在转盘上,可以选择的加速度范围?
如图所示,三角形ABC为某透明介质的横截面,介质折射率,图中θ=150,O为BC的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O点以i角入射,第一次到达AB边恰好发生全反射。
(1)求入射角i;
(2)通过计算判断光线能否在AC面上发生全反射?
如图甲所示,光滑的水平地面上固定一长L=1.7m的木板C,C板的左端有两个可视为质点的物块A和B,其间夹有一根原长为1.0m、劲度系数k=200N/m的轻弹簧,此时弹簧没有发生形变,且与物块不相连。已知mA= mC=20kg,mB=40kg,A与木板C、B与木板C的动摩擦因数分别为μA=0.50,μB=0.25。假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。现用水平力F作用于A,让F从零逐渐增大,使A缓慢移动而逐渐压缩弹簧,压缩了一定量后又推动B缓慢地向右移动,当B缓慢向右移动0.5m时,使弹簧储存了弹性势能E0。(g=10m/s2)问:
(1)以作用力F为纵坐标,物块A移动的距离为横坐标,试通过定量计算在图乙的坐标系中画出推力F随物块A位移的变化图线。
(2)求出弹簧贮存的弹性势能E0的大小。
(3)当物块B缓慢地向右移动了0.5m后,保持A、B两物块间距,将其间夹有的弹簧更换,使得压缩量仍相同的新弹簧贮存的弹性势能为12E0,之后同时释放三物体A、B和C,已被压缩的轻弹簧将A、B向两边弹开,设弹开时A、B两物体的速度之比始终为2:1,求哪一物块先被弹出木板C?最终C的速度是多大?
如图所示,在倾角θ=30°、足够长的斜面上分别固定着相距L=0.2m的A、B两个物体,它们的质量为,与斜面间动摩擦因数分别为
时刻同时撤去固定两物体的外力后,A物体沿斜面向下运动,并与B物体发生连续碰撞(碰撞时间极短忽略不计),每次碰后两物体交换速度(g=10m/s2)求:
(1)A与B第一次碰后瞬时B的速率?
(2)从A开始运动到两物体第二次相碰经历多长时间?
(3)至第n次碰撞时A、B两物块通过的路程分别是多少?