如图(甲)所示,两平行金属板间接有如图(乙)所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。
(1)试求带电粒子能够射出电场时的最大电压和对应的射出速度大小。
(2)证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。
(3)从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。
为了最大限度地减少道路交通事故,全省各地开始了“集中整治酒后驾驶违法行为”专项行动。这是因为一般驾驶员酒后的反应时间(从发现情况到开始制动所需的时间)比正常时慢了0.1~0.5 s,易发生交通事故。
(1)甲为《驾驶员守则》中驾驶员的部分正常反应距离(汽车在反应时间内通过的距离)表格。请选取表格数据计算驾驶员的正常反应时间;
(2)如图乙所示,假设一饮酒后的驾驶员驾车以72 km/h的速度在平直公路上行驶,在距离某学校门前32 m处发现有一队学生在斑马线上横过马路,他的反应时间比正常时慢了0.2 s,刹车后,车做加速度大小为9.5 m/s2的匀减速直线运动。试通过计算说明是否会发生交通事故。
如图所示,水平放置的圆盘半径为 R =" 1" m,在其边缘C 点固定一个高度不计的小桶,在圆盘直径 CD 的正上方放置一条水平滑道AB,滑道与CD平行.滑道右端 B 与圆盘圆心 O 在同一竖直线上,其高度差为 h =" 1.25" m.在滑道左端静止放置质量为 m =" 0.4" kg的物块(可视为质点),物块与滑道间的动摩擦因数为 μ = 0.2.当用一大小为 F =" 4" N的水平向右拉力拉动物块的同时,圆盘从图示位置以角速度ω = 2π rad/s,绕穿过圆心 O 的竖直轴匀速转动.拉力作用一段时间后撤掉,物块在滑道上继续滑行,由B 点水平抛出,恰好落入小桶内.重力加速度取10m/s2.
(1)求拉力作用的最短时间;
(2)若拉力作用时间为0.5s,求所需滑道的长度
如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度s=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为4.30m、
1.35m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6、cos37°=0.8。求:
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;
(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;
(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。
(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,
是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量
的表达式。已知引力常量为G,太阳的质量为M太。
(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。经测
定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106s,试计算地球的质量M地。(G=6.67
×10-11N·m2/kg2,结果保留一位有效数字)
(14分) 如图所示,足够长的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直放置,导轨电阻不计,磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面。两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的可动金属棒和
都与导轨始终接触良好,导轨下端连接阻值为1Ω的电阻R,金属棒
用一根细绳拉住,细绳允许承受的最大拉力为0.64N。现让
棒从静止开始落下,直至细绳刚被拉断时,此过程中电阻R上产生的热量为0.2J,(g=10m/s2)求:
(1)此过程中棒和
棒产生的热量
和
;
(2)细绳被拉断瞬时,棒的速度
。
(3)细绳刚要被拉断时,棒下落的高度
。