(15分)如图所示,在光滑水平桌面ABCD中央固定一边长为0.4 m的光滑小方柱abcd.长为L=1 m的细线,一端拴在a上,另一端拴住一个质量为m=0.5 kg的小球.小球的初始位置在ad连线上a的一侧,且把细线拉直,并给小球以v0=2 m/s的垂直于细线方向的水平速度使它做圆周运动.由于光滑小方柱abcd的存在,使线逐步缠在abcd上.若细线能承受的最大张力为7 N(即线所受的拉力大于或等于7 N时立即断裂),那么从开始运动到细线断裂经过的时间为多少?小球从桌面的哪一边飞离桌面?
如图,在xOy平面内,第I象限中有匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴正方向。在x轴的下方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,电、磁场区域足够大。今有一个质量为m、电荷量为e的电子(不计重力),从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场,经电场偏转后,沿着x轴正方向成45°角进入磁场,并能返回到原出发点P。 求:
(1)P点离坐标原点的距离h;
(2)电子从P点出发经多长时间第一次返回P点?
如图所示,边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场.电荷量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场,不计重力.
(1)若粒子从c点离开电场,求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能.
(2)若粒子离开电场时的动能为Ek′,则电场强度为多大?
一质量m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°足够长的斜面,某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中不同时刻的瞬时速度,并用计算机做出了小物块上滑过程的速度—时间图线,如图所示.(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)小物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)小物块返回斜面底端时的动能.
在甲图中,带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点,如图甲所示,测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计。
(1)设粒子的电荷量为q,质量为m。求该粒子的比荷;
(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变,要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件。
一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图象如图所示,已知小球在最低点A的速度vA=6 m/s,g="10" m/s2,求:
(1)小球做圆周运动的周期T
(2)轻绳的长度L.