如图所示,在光滑水平面上停放着质量为m=2kg装有四分之一光滑圆弧形槽OPQ的物块A,圆弧形槽的半径为R=0.2m且在Q处的切线水平,物块A紧靠在与Q处等高的固定在地面上的台阶B的左端,台阶B的上表面光滑。一质量也为m=2kg的小球靠在较短的轻弹簧的左端,轻弹簧的右端固定在与台阶B连在一起的挡板上。向右移动小球压缩弹簧,当弹簧中的弹性势能达到EP=16J时,释放小球,小球冲到小车上。取g=10m/s2
求:
(1)小球刚滑到Q处时,小球对轨道Q处的压力;
(2)改变圆弧型槽的半径,小球不从P处冲出圆弧形槽,圆弧型槽半径满足的什么条件?
(3)改变圆弧型槽的半径,圆弧型槽的半径对小车的最终速度是否有影响?
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)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离s.
如图所示,真空中,带电荷量分别为+Q与﹣Q的点电荷A、B相距r,则:
(1)两点电荷连线的中点O的场强多大,方向如何?
(2)在两电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的O′点的场强多大,方向如何?
沿水平方向的场强为E=6×103v/m的足够大的匀强电场中,用绝缘细线系一个质量m=8.0g的带电小球,线的另一端固定于O点,平衡时悬线与竖直方向成α角,α=37°,如图所示,求:
(1)小球所带电的种类及电量;
(2)剪断细线小球怎样运动,加速度多大?(g取10m/s2)
滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道,BC和DE是两段光滑圆弧形轨道,BC段的圆心为O点,圆心角为60º,半径OC与水平轨道CD垂直,水平轨道CD段粗糙且长8m。一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出,在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg,B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H,且h=2m,H=2.8m,取10m/s2。求:
(1)运动员从A运动到达B点时的速度大小vB;
(2)轨道CD段的动摩擦因数;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最后停在何处?
如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零)。已知物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,当绳中张力达到8kmg时,绳子将被拉断。求:
(1)转盘的角速度为时,绳中的张力T1;
(2)转盘的角速度为时,绳中的张力T2;
(3)要将绳拉断,转盘的最小转速ωmin。