(12分)提纯氘核技术对于核能利用具有重大价值.下图是从质子、氘核混合物中将质子和氘核分离的原理图,x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场,初速度为0的质子、氘核混合物经电压为U的电场加速后,从x轴上的A()点沿与
的方向进入第二象限(速度方向与磁场方向垂直),质子刚好从坐标原点离开磁场.已知质子、氘核的电荷量均为
,质量分别为m、2m,忽略质子、氘核的重力及其相互作用.
(1)求质子进入磁场时速度的大小;
(2)求质子与氘核在磁场中运动的时间之比;
(3)若在x轴上接收氘核,求接收器所在位置的横坐标.
(18分)如图所示,长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点,另一端系质量为m的小球,小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上,使其从静止开始向右运动,一段时间后撤去该力,物块与小球发生正碰后速度大小变为原来的一半而速度方向不变,小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度为,小球和物体均可视为质点,试求:
(1)小物块碰撞前速度的大小;
(2)恒力F作用时间。
(10分)如图所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ,且μ<tanθ,若物体静止不动,求推力F的范围。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(10分)一物体(可视为质点)以一定的初速度冲上一倾角为θ的斜面,结果最后静止在斜面上,如图所示,在第1s内位移为6 m,停止运动前的最后1 s内位移为2 m,求:
(1)在整个减速运动过程中物体的位移大小,
(2)整个减速过程共用多少时间。
(9分)光滑水平面上的一物体在与初速度相反的恒力作用下做匀减速直线运动,初速度v0=20m/s,加速度大小a=5m/s2,求:
(1)物体经多少秒后回到出发点?(3分)
(2)由开始运动算起,求6s末时物体的速度v?(3分)
(3)由开始运动算起,求6s内时物体的位移s?(3分)
(9分) A火车以v1="10" m/s速度匀速行驶,司机发现前方同轨道上相距50 m处有另一列火车B正以v2="5" m/s速度匀速行驶,A车立即做加速度大小为a的匀减速直线运动.要使两车不相撞,a应满足什么条件?