如图所示,有三个宽度均相等的区域I、Ⅱ、Ⅲ;在区域I和Ⅲ内分别为方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(虚线为磁场边界面,并不表示障碍物),区域I磁感应强度大小为B,某种带正电的粒子,从孔O1以大小不同的速度沿图示与夹角α=300的方向进入磁场(不计重力)。已知速度为v0和2v0时,粒子仅在区域I内运动且运动时间相同,均为t0。
(1)试求出粒子的比荷q/m、速度为2v0的粒子从区域I射出时的位置离O1的距离L;
(2)若速度为v的粒子在区域I内的运时间为t0/5,在图中区域Ⅱ中O1O2上方加竖直向下的匀强电场,O1O2 下方对称加竖直向上的匀强电场,场强大小相等,使速度为v的粒子每次均垂直穿过I、Ⅱ、Ⅲ区域的边界面并能回到O1点,则请求出所加电场场强大小与区域Ⅲ磁感应强度大小。
( 20 分)如图所示,在同一竖直面上,质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部,斜面高度为H=2L.小球受到弹簧的弹性力作用后,沿斜面向上运动.离开斜面后,运动到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞(碰撞过程无动能损失),碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度,球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点,O点的投影O/与P的距离为L/2.已知球B质量为m,悬绳长L,视两球为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,求:
(1)球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小;
(2)球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小;
(3)弹簧的弹性力对球A所做的功。
如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向,已知该平面内沿x轴负方向足够大的区域存在匀强电场,现有一个质量为0.5kg,带电荷量为2.5×10—4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中Q点,不计空气阻力,g取10m/s2 .
(1)指出小球带何种电荷;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.
( 16 分)一游客在滑雪时,由静止开始沿倾角为37°的山坡匀加速滑下.下滑过程中从A点开始给游客抓拍一张连续曝光的照片如图所示.经测量游客从起点到本次曝光的中间时刻的位移恰好是40m.已知本次摄影的曝光时间是0.2s ,照片中虚影的长度L相当于实际长度4m,试计算:( g=10m / s2 , sin37°=0.6 , cos37°=0.8 )
(1)本次曝光中间时刻的瞬时速度;
(2)滑雪板与坡道间的动摩擦因数.
如图所示,宽L=1m、高h=7.2m、质量M=8kg的上表面光滑的木板在水平地面上运动,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2。当木板的速度为vo=3m/s时,把一质量m=2kg的光滑小铁块(可视为质点)无初速轻放在木板上表面的右端,取g=10m/s2。求:
(1)小铁块与木板脱离时木板的速度v1的大小
(2)小铁块刚着地时与木板左端的水平距离s
要发射一颗人造地球卫星,使它在半径为r2的预定轨道上绕地球做匀速圆周运动,为此先将卫星发射到半径为r1的近地暂行轨道上绕地球做匀速圆周运动.如图所示,在A点,使卫星速度增加,从而使卫星进入一个椭圆的转移轨道上,当卫星到达转移轨道的远地点B时,再次改变卫星速度,使它进入预定轨道运行.试求
(1)卫星在近地暂行轨道上的运行周期;(2)卫星从A点到B点所需的时间.
已知地球表面的重力加速度大小为g,地球的半径为R.