(18分)在竖直平面内,以虚线为界分布着如图所示的匀强电场和足够大的匀强磁场,各区域磁场的磁感应强度大小均为,匀强电场方向竖直向下,大小为
,倾斜虚线与
轴之间的夹角为60°,竖直虚线与
轴的交点为
点.一带正电的
粒子从
点以速度
与
轴成30o角射入左侧磁场,划过一段圆弧后粒子穿过倾斜虚线进入匀强电场,经电场偏转后恰好从A点射出进入右侧
轴下方磁场区域.已知带正电粒子的电荷量为
,质量为
(粒子重力忽略不计).求:
(1)带电粒子通过倾斜虚线时的位置坐标;
(2)粒子到达点时速度的大小和方向以及匀强电场的宽度
;
(3)若在粒子从
点出发的同时,一不带电的
粒子从
点以速度
沿
轴正方向匀速运动,最终两粒子相碰,求
粒子速度
的可能值.
如图所示,直角坐标系位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直xOy平面向外,电场线方向平行于y轴。一质量为m.电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点以水平速度v0向右抛出,与x轴成450角经x轴上M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从坐标系原点第一次离开电场和磁场。不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)磁感应强度的大小;
(3)求小球从A运动到O的总时间。
如图所示,用长为l的绝缘细线拴一个质量为m.带电量为+q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀速电场E中。将小球拉至悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过与竖直方向成300角到达位置C时,速度恰好为零。求:
(1)A. C两点的电势差UAC;
(2)电场强度E大小;
(3)小球到达最低点B时,悬线对小球的拉力T。
如图所示,水平平台的右端安装有滑轮,质量为M=2.0kg的物块放在与滑轮相距L=2.5m的平台上,物块与平台间的动摩擦因数为μ=0.2.现有一轻绳跨过定滑轮,左端与物块连接,右端挂质量为m的小球,绳拉直时用手托住小球使其在距地面h高处静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g="10" m/s2,要求:
(1)取m=1.0kg,放开小球,系统运动,求小球做匀加速运动时的加速度大小a以及此时绳子的拉力大小T;
(2)取m=1.0kg,放开小球,系统运动,小球着地后立即停止运动,要使物块M刚好能运动到右端滑轮处,则小球静止时距地面的高度h至少为多大;
(3)取h="0.5" m,小球着地后立即停止运动,要使物块撞不到定滑轮,求小球质量m的取值范围.
如图所示,用同种材料制成倾角30°的斜面和长水平面(斜面和水平面间由很小圆弧面连接)固定在水平面上,斜面长L=1.8m,一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑,当v0="2" m/s时,经过0.8s后小物块停在斜面上,要求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)改变小物块在斜面顶端沿斜面向下的初速度v0的大小,小物块从开始运动到最终停在斜面上的时间为t,通过计算,在图示坐标内作出小物块在斜面上运动的t-v0图象;
(3)若小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0=5m/s开始运动,直至停止下来,试求小物块的运动时间t.
某汽车以10 m/s的速度匀速前进,若驾驶员立即刹车,汽车做匀减速运动,经过40 s汽车停止运动.该汽车以10 m/s的速度匀速前进时,突然驾驶员发现正前方60 m处有一辆自行车正以4 m/s的速度与汽车同方向匀速行驶,驾驶员立即刹车做匀减速运动,试求:
(1)汽车做匀减速运动的加速度大小a;
(2)汽车做匀减速运动过程中所行驶的距离S1;
(3)通过计算说明汽车与自行车是否会发生相撞.