(14分)如图,一个半径为R的半球形的碗固定在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上,线的两端分别系有小球A和B,当它们处于平衡状态时,小球A与O点的连线与水平线的夹角为60°。
(1)求小球A与小球B的质量比mA∶mB;
(2)现将A球质量改为2m、B球质量改为m,且开始时A球位于碗口C点,由静止沿碗下滑,当A球滑到碗底时,求两球总的重力势能改变量;(B球未碰到碗壁)
(3)在(2)条件下,当A球滑到碗底时,求B球的速度大小。
如图,粗糙水平面与半径R=2m的光滑圆弧轨道相切于C点。静止于A处的物体,在大小为10N、方向与水平面成37°角的拉力F作用下沿水平面运动,到达C点时立即撤去F,物体沿光滑圆弧向上冲,然后返回经过C点进入水平面且停在B处。已知:物体返回经过C点时对轨道压力大小为物体重量的2.8倍,sAC=15m,sBC=4.5m,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物体的质量
(2)物体与水平面的动摩擦因素
(1)图为某介质中一列简谐横波的图像, a、b、为该波上的质点,已知此时a点正沿y轴正向运动,且在1s内完成5次全振动。
①分析从该时刻起a、b两质点那个先回到平衡位确置;
②定波的传播方向和波速。
(2)平行光A垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面,其截面如图所示。发现只有P、Q之间所对应圆心角为600的球面上有光线射出,则:
①玻璃对光线的折射率
②若仅将平行光A换成B平行光,测得有光线射出的范围增大。设A、B两种光在玻璃球中的速度分别为vA、vB,试比较vA、vB的大小关系
如图所示,在平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正).在t=0时刻由原点O发射初速度大小为
,方向沿y轴正方向的带负电粒子(不计重力).其中已知
、E0,且
,粒子的比荷
,x轴上有一点A,坐标为(
)
(1)求时带电粒子的位置坐标.
(2)粒子运动过程中偏离轴的最大距离
(3)粒子经多长时间经过A点.
如图所示,质量为m=1kg的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=30o在光滑斜面上,斜面的末端B与水平传送带相接(物块经过此位置滑上皮带时无能量损失),传送带的运行速度为v0=3m/s,长为L=1.4m;今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同。滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25。g=10m/s2求:
(1)水平作用力力F大小
(2)滑块下滑的高度。
(3)若滑块进入传送带速度大于3m/s,滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。
如图所示,两平行金属板A、B长度l=0.8m,间距d=0.6m.直流电源E能给两极板提供的电压足够大,位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射比荷为=l
×107C/kg、重力不计的带电粒子,射入板间的粒子速度均为v0=4×106m/s.在极板右侧有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=lT,分布在环带区域中,该环带的内外圆的圆心与两板间的中心重合于O点,环带的内圆半径Rl=
m.将变阻器滑动头由a向b慢慢滑动(图中未标出两极板所连的外电路),改变两板间的电压时,带电粒子均能从不同位置穿出极板射向右侧磁场.
(1)问从板间右侧射出的粒子速度的最大值vm是多少?
(2)若粒子射出电场时,速度的反向延长线与v0所在直线交于O/点,试证明O/点与极板右端边缘的水平距
离x=
,即O/与O重合,所有粒子都好像从两板的中心射出一样.
(3)为使粒子不从磁场右侧穿出,求环带磁场的最小宽度d.