(高考真题)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录,取重力加速度的大小
(1)忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落到1.5km高度处所需要的时间及其在此处速度的大小
(2)实际上物体在空气中运动时会受到空气阻力,高速运动受阻力大小可近似表示为,其中
为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状,横截面积及空气密度有关,已知该运动员在某段时间内高速下落的
图象如图所示,着陆过程中,运动员和所携装备的总质量
,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)
A、B两列火车在同一轨道上同向行驶, A在前, 速度为vA=10m/s, B车在后速度 vB=30m/s. 因大雾能见度低, B车在距A车500m时, 才发现前方有A车. 这时B车立即刹车, 但要经过1800m B车才能停止. 问: A车若仍按原速前进, 两车是否会相撞? (写出具体过程)
如图所示,水平绝缘轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道
平滑连接,半圆形轨道的半径
。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度
。现有一电荷量
,质量
的带电体(可视为质点),在水平轨道上的
点由静止释放,已知
点与圆形轨道最低点
距离
.带电体与水平轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
,取
.求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最高点时,速度的大小?
(2)带电体第一次经过点后,落在水平轨道上的位置到
点的距离?
(3)带电体在轨道上运动对轨道能产生的最大压力大小?
如图所示,某带电的液滴,以某一初速度沿中线飞入水平放置的平行板电容器两极板中间,不加偏转电压时,液滴刚好落到板中点,当加偏转电压U0时,液滴恰好能沿初速度方向匀速穿过电场区域,欲使液滴能飞出偏转电场,求偏转电压U的取值范围。
如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab间距离,bc间距离
,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角.一个所带电量
的负电荷从a点移到b点克服电场力做功
.
求:(1)匀强电场的电场强度;
(2)电荷从b点移到c点,电场力所做的功;
(3)a、c两点间的电势差.
如图甲所示,平行金属板PQ、MN水平地固定在地面上方的空间,金属板长 L=20cm,两板间距d=10cm,两板间的电压UMP=100V。在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A,从粒子源斜向右上连续发射速度相同的带电粒子,发射速度方向与竖直方向成300夹角,射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸面向里的磁感应强度B=0.01T的正三角形区域匀强磁场(图中未画出)后,恰好从金属板 PQ左端的下边缘水平进入两金属板间,带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘飞出。已知带电粒子的比荷=2.0×106C/kg,粒子重力不计,(计算结果可用根号表示)。求:
(1)带电粒子的电性及射入电场时的速度大小;
(2)正三角形匀强磁场区域的最小面积;
(3)若两金属板间改加如图乙所示的电压,在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间。