如图所示,质量m=50kg的运动员(可视为质点),在河岸上A点紧握一根长L=5.0m的不可伸长的轻绳,轻绳另一端系在距离水面高H=10.0m的O点,此时轻绳与竖直方向的夹角为θ=37°,C点是位于O点正下方水面上的一点,距离C点x=5.0m处的D点有一只救生圈,O、A、C、D各点均在同一竖直面内。若运动员抓紧绳端点,从台阶上A点沿垂直于轻绳斜向下以一定初速度跃出,当摆到O点正下方的B点时松开手,最终恰能落在救生圈内。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)运动员经过B点时速度的大小;
(2)运动员经过B点时绳子的拉力大小;
(3)运动员从A点跃出时的动能。
如图所示,两块平行板电极的长度为L,两板间距离远小于L,可忽略不计。两板的正中央各有一个小孔M、N,两孔连线与板垂直。现将两极板分别接在可调直流电压U的两端,极板处在一有界匀强磁场(板内无磁场),磁感应强度为B,磁场的两条边界CD、DE的夹角θ=60°。下极板延长线与边界DE交于Q点,极板最右端P与Q间距离为2.5L。现将比荷均为的各种粒子分别从M孔射入电场,不考虑粒子的重力。将带正电的粒子从M无初速释放,
①若粒子恰好打到下极板右端,求所加直流电压的值U1.
②若,则该粒子经过多少次电场的加速后可以离开磁场区域?
如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板上固定一个轻弹簧。现有一质量
,长
的小车
(其中
为小车的中点,
部分粗糙,
部分光滑),一质量为
的小物块(可视为质点),放在车的最左端,车和小物块一起以
的速度在水平面上向右匀速运动,车撞到挡板后瞬间速度变为零,但未与挡板粘连。已知车
部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内,小物块与车
部分之间的动摩擦因数为
0.3,重力加速度
。求:
(1)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧具有的最大弹性势能;
(2)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧对小物块的冲量;
(3)小物块最终停在小车上的位置距端多远。
如图,在平面第一象限整个区域分布匀强电场,电场方向平行
轴向下,在第四象限内存在有界匀强磁场,左边界为
轴,右边界为
的直线,磁场方向垂直纸面向外。质量为
、带电量为
的粒子从
轴上
点以初速度
垂直
轴射入匀强电场,在电场力作用下从
轴上
点以与
轴正方向成45°角进入匀强磁场。已知
,不计粒子重力。求:
(1)点坐标;
(2)要使粒子能再进入电场,磁感应强度的取值范围;
(3)要使粒子能第二次进入磁场,磁感应强度的取值范围。
如图所示,铅盒内放有某种具有放射性的矿物,开始时其中有、
两种放射性元素同位素原子核.其中
会自发的放出某种粒子x后变成
并不再变化,
发生6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的原子核y.由于碰撞和其他原因,粒子x和α、β粒子从铅盒的小孔射出时的速度可以在一个很大的范围内变化.这些粒子射出后由小孔O,垂直于电场和磁场的进入一个电磁场共存的区域,其中电场强度大小E1,方向水平向左,磁感应强度大小B1,方向垂直于纸面向里.部分粒子能沿直线由小孔
射出,由A点垂直磁场、垂直于边界射入磁感应强度为B2,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,磁场在粒子初速度方向上的宽度为d,垂直初速度方向足够大.在磁场的边界上铺有一层感光底片从
射入的粒子最终打在1、2、3三点.设电子质量为m,电量为e,α粒子质量为7200m.求:
(1)粒子x是什么?写出变化成
的核反应方程;原子核y是什么?
(2)试通过计算说明打在1、2、3三点的分别是什么粒子.
(3)2点到正对面B点的距离是多少?
(4)若要三种粒子均不打在感光底片上,磁感应强度B2的最小值为多少?
甲乙两个同学在直跑道上练习4×100 m接力,如图所示,他们在奔跑时有相同的最大速度,乙从静止开始全力奔跑需跑出25 m才能达到最大速度,这一过程可看做匀变速运动.现在甲持棒以最大速度向乙奔来,乙在接力区伺机全力奔出.若要求乙接棒时奔跑速度达到最大速度的80%,则:
(1)乙在接力区奔出多少距离?
(2)乙应在距甲多远时起跑?