质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m.开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=12 N,如图所示,经一段时间后撤去F。为使小滑块不掉下木板,试求:用水平恒力F作用的最长时间(g取10 m/s2)。
如图所示,静止于A处的带电离子,经电压为U的加速电场加速后,进入静电分析器,静电分析器中有会聚电场,即与圆心O等距各点的电场强度大小相同,方向均沿半径方向指向圆心O.离子在静电分析器中沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,从P点垂直于边界CN进入矩形有界匀强偏转电场,电场方向水平向左,离子恰好能打在Q点.已知NP间的距离是NQ间距离的2倍,粒子重力不计.
求:(1)离子的电性
(2)静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;
(3)P、Q两点间的电压.
如图所示,ABCD为竖立放在场强为E=104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2m.把一质量m=0.1kg、带电量q=10﹣4C的小球,放在水平轨道的A点由静止开始释放后,在轨道的内侧运动.(g取10m/s2)求:
(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少多远?
竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,小球与右侧金属板相距d,如图所示,求:
(1)小球带电荷量q是多少?
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间?
如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电量为﹣2×10﹣5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J.则:
(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?
小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动,当球某次运动到最低点时,绳突然断掉。球飞行水平距离d后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。试求:
⑴球落地时的速度大小v2;
⑵绳子能够承受的最大拉力为多大;
⑶如果不改变手离地面的高度,改变绳子的长度,使小球重复上述的运动。若绳子仍然在小球运动到最低点时断掉,要使小球抛出的水平距离最大,则绳子长度应为多少,小球的最大水平距离为多少?