如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量m =0.04kg,电量q=+2×10-4C的可视为质点的带电滑块与弹簧接触但不栓接.某一瞬间释放弹簧弹出滑块,滑块从水平台右端A点水平飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B点,并沿轨道滑下.已知AB的竖直高度h=0.45m,倾斜轨道与水平方向夹角为α=37°,倾斜轨道长为L=2.0m,带电滑块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5.倾斜轨道通过光滑水平轨道CD(足够长)与光滑竖直圆轨道相连,在C点没有能量损失,所有轨道都绝缘,运动过程滑块的电量保持不变.只有在竖直圆轨道处存在场强大小为E=2×103V/m,方向竖直向下的匀强电场.cos37°=0.8,sin37°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)被释放前弹簧的弹性势能?
(2)要使滑块不离开圆轨道,竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?
(3)如果竖直圆弧轨道的半径R=0.9m,滑块进入轨道后可以有多少次通过竖直圆轨道上距水平轨道高为0.01m的点P位置?
如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力。求:
(1)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小
(2)滑块与斜轨之间的动摩擦因数
航天宇航员在月球表面完成了如下实验:如图所示,在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道,在轨道内的最低点,放一可视为质点的小球,当给小球水平初速度v0时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知圆形轨道半径为r,月球的半径为R 。若在月球表面上发射一颗环月卫星,求最小发射速度。
一质量为500 t的机车,以恒定功率375 kW由静止出发,经过5 min速度达到最大值54 km/h,设机车所受阻力f恒定不变,取g=10 m/s2,试求:
(1)机车受到的阻力f的大小.
(2)机车在这5 min内行驶的路程.
装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击。通过对一下简化模型的计算可以粗略说明其原因。质量为
、厚度为
的钢板静止在水平光滑桌面上。质量为
的子弹以某一速度垂直射向该钢板,刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为
、质量均为
的相同两块,间隔一段距离水平放置,如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板,穿出后再射向第二块钢板,求子弹射入第二块钢板的深度。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力,且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响。
如图,与水平面成 角的平面 将空间分成I和II两个区域。一质量为 、电荷量为 (q>0)的粒子以速度 从平面 上的 点水平右射入I区。粒子在I区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为 ;在II区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为 ,方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点 的距离。(粒子的重力可以忽略)
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