(10分)如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,一根长为l的不可伸长的细绳,一端固定在拉力传感器A上,另一端系一质量为m的小球.x轴上的P点固定一个表面光滑的小钉,P点与传感器A相距.现拉小球使细绳绷直并处在水平位置,然后由静止释放小球,当细绳碰到钉子后,小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度大小为g,求:
(1)若小球经过最低点时拉力传感器的示数为7mg,求此时小球的速度大小;
(2)传感器A与坐标原点O之间的距离;
(3)若小球经过最低点时绳子恰好断开,请确定小球经过y轴的位置.
一根长L= 30cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中,通入向右的电流。
(1)当导线中通以I1 = 2A的电流时,导线受到的安培力大小为 1.8×10-6N,则该磁场的磁感应强度为多少?
(2)若该导线中通以的电流,则此时导线所受安培力大小是多少?方向如何?
已知一带负电的试探电荷电量为-1.0×10-6 C,置于电场中的A点,受到竖直向下的电场力,大小为2.0×10-4N,
(1)电场中A点的电场强度大小和方向;
(2)若将电量为+1.6×10-8 C的试探电荷放在A点,求它受到的电场力大小和方向。
如图所示,绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域,该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的,且矩形的下边EH与桌面相接.三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场,其场强大小比例为1∶1∶2.现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区,初速度方向水平向右,滑块最终恰从D点射出场区.已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等,桌面与滑块之间的动摩擦因数为0.125,重力加速度为g,滑块可以视作质点.
求: (1)滑块进入CDHG区域时的速度大小v0;
(2)滑块在ADHE区域运动的总时间.
如图所示,光滑绝缘的圆形轨道BCDG位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.求:
(1)若滑块从水平轨道上距离B点为s=3R的A点由静止释放,求滑块到达与圆心O等高的C点时的速度大小;
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时对轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
如图所示,一固定的足够长的粗糙斜面与水平面夹角.一个质量
的小物体(可视为质点),在F=10 N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动.已知斜面与物体间的动摩擦因数
,取
.试求:
(1)物体在拉力F作用下运动的加速度;
(2)若力F作用1.2 s后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离s;