(本题9分)在如图所示的匀强电场中,一个电荷量Q=+2.0×10-8 C的点电荷所受电场力F=4.0×10-4 N.沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离s=0.10 m. 求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)该点电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W.
如图所示,固定在竖直面内的光滑半圆形轨道与粗糙水平轨道在B点平滑连接,轨道半径R=0.5m,一质量m=0.2kg的小物块(可视为质点)放在水平轨道上的A点,A与B相距L=10m,物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.1。现用一水平恒力F向右推物块,已知F=3N,当物块运动到C点时撤去该力,设C点到A点的距离为x。在圆轨道的最高点D处安装一压力传感器,当物块运动到D点时传感器就会显示相应的读数FN,压力传感器所能承受的最大压力为90N,g取10m/s2。
(1)要使物块能够安全通过圆轨道的最高点D,求x的范围;
(2)在满足(1)问的情况下,在坐标系中作出压力传感器的读数FN与x的关系图象。
如图所示,两带有等量异电荷的平行金属板M、N竖直放置,M、N两板间的距离d=0.5m.现将一质量为m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两极板上方A点以v0=4m/s的初速度水平抛出,A点距离两板上端的高度h=0.2m,之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间,沿直线运动碰到N板上的B点,不计空气阻力,取g=10m/s2.设匀强电场只存在于M、N之间。求:
(1)两极板间的电势差;
(2)小球由A到B所用总时间;
(3)小球到达B点时的动能.
如图所示,abcd是一个正方形盒子.cd边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad方向的匀强电场.一个质量为m带电粒子从a处的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒内,并恰好从e处的小孔射出.求:(1)该带电粒子从e孔射出时的速度大小.(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功.
(21分) 如图所示,在光滑水平桌面上放有长木板C,在C上左端和距左端x处各放有小物块A和B,A、B的体积大小可忽略不计,A、B与长木板C间的动摩擦因数为μ,A、B、C的质量均为m,开始时,B、C静止,A以某一初速度v0向右做匀减速运动,设物体B与板C之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:
(1)物体A运动过程中,物块B受到的摩擦力大小.
(2)要使物块A、B相碰,物块A的初速度v0应满足的条件.
(17分) 在“嫦娥探月”工程中,假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为,飞船在半径为4R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动.求:
(1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率;
(2)飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比,速度是变大还是变小?
(3)飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间.