如图所示,水平虚线x下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,整个空间存在匀强电场(图中未画出)。质量为m,电荷量为+q的小球P静止于虚线x上方A点,在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I的冲量作用而做匀速直线运动。在A点右下方的磁场中有定点O,长为l的绝缘轻绳一端固定于O点,另一端连接不带电的质量同为m的小球Q,自然下垂。保持轻绳伸直,向右拉起Q,直到绳与竖直方向有一小于50的夹角,在P开始运动的同时自由释放Q,Q到达O点正下方W点时速率为v0。P、Q两小球在W点发生正碰,碰后电场、磁场消失,两小球粘在一起运动。P、Q两小球均视为质点,P小球的电荷量保持不变,绳不可伸长,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求匀强电场场强E的大小和P进入磁场时的速率v;
(2)若绳能承受的最大拉力为F,要使绳不断,F至少为多大?
(3)若P与Q在W点相向(速度方向相反)碰撞时,求A点距虚线X的距离s。
如图2所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为,导轨平面与水平面夹角
,导轨上端跨接一定值电阻
,导轨电阻不计,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,长为
的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持接触良好,金属棒的质量为
、电阻为
,重力加速度为
,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为
时,速度达到最大值
,求:
(1)金属棒开始运动时的加速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为的过程中,电阻
上产生的电热?
如图1所示,质量为的足够长的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为
的物体A(可视为质点)。一个质量为
的子弹以500m/s的水平速度迅速射穿A后,速度变为100m/s,最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数
。(g=10m/s2)
(1)平板车最后的速度是多大?
(2)全过程损失的机械能为多少?
(3)A在平板车上滑行的距离为多少?
如图4,光滑水平面上有一质量为的小车,车上表面水平且光滑,车上装有半径为
的光滑四分之一圆环轨道,圆环轨道质量不计且与车的上表面相切,质量为
的小滑块从跟车面等高的平台以
的初速度滑上小车(
足够大,以至滑块能够滑过与环心O等高的b点),试求:
(1)滑块滑到b点瞬间,小车速度多大?(2)滑块从滑上小车至滑到环心O等高的b点过程中,车的上表面和环的弹力共对滑块做了多少功?
(3)小车所能获得的最大速度为多少?
两质点在空间同一点处,同时水平抛出,速度分别是向左和
向右,当两质点速度互相垂直时,它们之间的距离为多大?当两质点的位移相互垂直时,它们之间的距离为多大?
如图14所示,一高度为h=0.2m的水平面在A点处与一倾角为θ=30°的斜面连接,一小球以V0=5m/s的速度在平面上向右运动.求小球从A点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑,取g=10m/s2).某同学对此题的解法为:小球沿斜面运动,则由此可求得落地的时间t.问:你同意上述解法吗?若同意,求出所需的时间;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果.