(实验班做) 如图甲所示,质量为m、电量为q的正离子束(重力不计),以速度v0(v0很大),水平进入平行板电容器,进入位置为两板正中间。已知两板相距为d,板长为L,在平行板右侧,紧挨下板,且和下板处在同一平面的位置上放置一块长度也为L的荧光板。现在两平行板间加载随时间周期性变化的电压,如图乙所示。为使所有离子都能打在荧光板上,求:
(1)所加载电压的最大值和最小值分别为多大?
(2)这些离子中动能的最小增量为多大?
如图所示,AB是一段位于竖直平面内的弧形轨道,高度为h,末端B处的切线沿水平方向。一个质量为m的小物体P(可视为质点)从轨道顶端处A点由静止释放,滑到B点时以水平速度v飞出,落在水平地面的C点,其轨迹如图中虚线BC所示。已知P落地时相对于B点的水平位移OC=l,重力加速度为g,不计空气阻力的作用。
(1)请计算P在弧形轨道上滑行的过程中克服摩擦力所做的功;
(2)现于轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带右端E轮正上方与B点相距。先将驱动轮锁定,传送带处于静止状态。使P仍从A点处由静止释放,它离开B点后先在传送带上滑行,然后从传送带右端水平飞出,恰好仍落在地面上C点,其轨迹如图中虚线EC所示。若将驱动轮的锁定解除,并使驱动轮以角速度ω顺时针匀速转动,再使P仍从A点处由静止释放,最后P的落地点是D点(图中未画出)。已知驱动轮的半径为r,传送带与驱动轮之间不打滑,且传送带的厚度忽略不计。求:
①小物块P与传送带之间的动摩擦因数;
②若驱动轮以不同的角速度匀速转动,可得到与角速度ω对应的OD值,讨论OD的可能值与ω的对应关系。
已知地球半径为R,引力常量为G,地球同步通信卫星周期为T,它离地面的高度约为地球半径的6倍。
(1)求地球的质量;
(2)若地球的质量是某行星质量的16倍,地球的半径是该行星半径的2倍。该行星的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,求该行星的自转周期。
如图所示,水平地面上有一质量m=11.5kg的金属块,其与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20,在与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力F=50N作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动。已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,g取10m/s2。求:
(1)地面对金属块的支持力大小;
(2)金属块在匀加速运动中的加速度大小;
(3)金属块由静止开始运动2.0s的位移大小。
一个人在20m高的楼顶水平抛出一个小球,小球在空中沿水平方向运动20m后,落到水平地面上。不计空气阻力的作用,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球在空中运动的时间;
(2)小球被抛出时的速度大小;
(3)小球落地时的速度大小。
如右图所示,劲度系数为k的轻弹簧,一端固定在一块与水平面夹角为30°的粗糙长木板上,另一端连接一个质量为m的滑块A,滑块与木板的最大静摩擦力为.设滑块与木板的最大静摩擦力与其滑动摩擦力大小相等,且
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(1)如果保持滑块在木板上静止不动,弹簧的最小形变量为多大?
(2)若在滑块A上再固定一个同样的滑块B,两滑块构成的整体沿木板向下运动,当弹簧的形变量仍为(1)中所求的最小值时,其加速度为多大?