(16分)一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A,另一端挂在O点,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,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,如图所示,水平距离s=2m.现有一滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,与小球发生碰撞,每次碰后,滑块与小球速度均互换,已知滑块与挡板碰撞时不损失机械能,水平面与滑块间的动摩擦因数为μ=0.25,若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2.试问:
⑴若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内做圆周运动,求此高度h;
⑵若滑块B从h′=5m处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数.
如图所示,一个质量为m、电荷量为q的正离子,在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在G处,而G处距A点2d(AG⊥AC).不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内.求:
(1)此离子在磁场中做圆周运动的半径r;
(2)离子从D处运动到G处所需时间;
(3)离子到达G处时的动能.
如图所示,金属棒cd质量为0.05㎏,长为0.50m,可在水平导轨上无摩擦地平动,整个电路的电阻保持不变,电阻为0.24Ω。匀强磁场的磁感应强度大小为1T,方向斜向上,且跟导轨平面夹角成53º。当金属棒cd对导轨恰无压力时,它向右运动速度是多大?此时金属棒加速度是多大?(g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
如图所示,水平光滑绝缘桌面上,x轴将桌面分为I、Ⅱ两个区域,其中,I区域的匀
强电场场强为E,方向与ab边及x轴垂直,且平行于桌面,Ⅱ区域是磁场方向竖直向下的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带正电小球,从桌边缘ab上的M处由静止释放(M距ad边及 x轴的距离均为L),加速后经x轴上N点进入Ⅱ区域,最后从ad边上的P点飞离桌面,小球飞出ad边的瞬间,速度方向与ad边夹角。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)小球进入磁场时的速度大小;
(2)匀强磁场B的大小;
有一个长L=4m、倾角为370的斜面,底端有一垂直斜面的挡板。有一质量m=1kg的小物块从顶端A由静止沿斜面下滑,碰到挡板时的速度v=4m/s。若小物块从顶端A由静止沿斜面下滑到0.8m处的到B点(图中未标出)时,对其施加一平行于斜面向上的恒力,使小物块恰好不撞到挡板上。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物块A与斜面间的动摩擦因数
(2)所施加的平行于斜面向上的恒力的大小
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,在与右侧虚线相距也为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)粒子打到屏上的点P到O点的距离;
(3)粒子在整个运动过程中动能的变化量。