在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45o且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45o。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。 求:
(1)C点的坐标;
(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;
(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.
(16分)小车上有一个固定支架,支架上用长为的绝缘细线悬挂质量为m、电量为q的小球,处于水平方向的匀强电场中。小车在距离矮墙x处,向着矮墙从静止开始做加速度a匀加速运动,此时,细线刚好竖直,如图所示。当小车碰到矮墙时,立即停止运动,且电场立刻消失。已知细线最大承受拉力为7mg。
⑴求匀强电场的电场强度;
⑵若小球能通过最高点,写出最高点时细线的拉力与x的关系式;
⑶若要使细线不断裂也不松弛,确定x的取值范围。
(15分)把质量是0.2kg的小球放在竖立的弹簧上,并把小球往下按至A位置,如图甲所示;迅速松手后,弹簧把小球弹起,升至最高位置C,如图丙所示;途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态,如图乙所示;已知B、A的高度差为0.1m,C、B的高度差为0.2m,弹簧的质量和空气阻力均忽略不计。
⑴求图甲状态时弹簧的弹性势能;
⑵求小球经过B点时的速度;
⑶有人认为小球运动过程中经过B点时动能最大,你同意他的观点吗?请简要说明理由。
(15分)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动,座舱均匀减速。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
⑴求座舱下落的最大速度;
⑵求座舱下落的总时间;
⑶若座舱中某人用手托着重30N的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力。
木块A以3m/s的速度滑上一长为2.4m、静止在水平面上的长木板B上。由于A、B之间的摩擦作用,A在B上做匀减速直线运动,B沿水平面向右做匀加速直线运动,已知B的加速度为0.5m/s2,A运动到B的中点时,A、B速度相等,此后A、B保持相对静止在水平面上匀速运动。求:
(1)A在B上滑行时的加速度大小;
(2)A、B的最终速度大小.
如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ=37o的固定斜面上.物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,求两次推力之比。