如图(a)所示,左为某同学设想的粒子速度选择装置,由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角θ可调[如图(b)];右为水平放置的长为d的感光板,板的正上方有一匀强磁场,方向垂直纸面向外,磁感应强度为B。带正电的粒子经电压为U的电场加速后沿水平方向射入N1,能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场。 O到感光板的距离为0.5d,粒子电荷量为q,质量为m,不计重力。
(1)若两狭缝平行且盘静止[如图(c)],粒子进入磁场后,竖直向下打在感光板中心点M上,求:加速电场的电压U和粒子在磁场中运动的时间t1;
(2)若两狭缝夹角为θ0,N2盘以角速度ω0匀速转动,转动方向如图(b)。 要使粒子穿过N1、N2,加速电压U的可能取值
(3)若两狭缝夹角为θ0,N2盘匀速转动,转动方向如图(b)。要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1P2连线上,试分析盘转动角速度ω的取值范围(设通过N1的所有粒子在盘旋转一圈的时间内都能到达N2).
如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t=2s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图象如图乙所示,取g=10m/s2.试求:
(1)拉力F的平均功率P;
(2)t=4s时物体的速度v.
质量为m的小物块A,放在质量为M的木板B的左端,B在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动,且A、B相对静止.某时刻撤去水平拉力,经过一段时间,B在地面上滑行了一段距离x,A在B上相对于B向右滑行了一段距离L(设木板B足够长)后A和B都停下.已知A、B间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩擦因数为
,且
,求x的表达式.
2008年初,我国南方遭受严重的冰灾,给交通运输带来极大的影响。已知汽车橡胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为0.7,与冰面的动摩擦因数为0.1。当汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时,急刹车后(设车轮立即停止转动),汽车要滑行8m才能停下。那么,该汽车若以同样的速度在结了冰的水平路面上行驶,求:(1)急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少?(2)要使汽车紧急刹车后在冰面上8m内停下,汽车行驶的速度不超过多少?重力加速度g取10m/s2。
如图甲所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边
平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与
重合),设金属框在下滑过程中的速度为
,与此对应的位移为s,那么
图象(记录了线框运动全部过程)如图乙所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问:(
)
⑴根据图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?
⑵匀强磁场的磁感应强度多大?
⑶现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上,使金属框从斜面底端(金属框下边与
重合)由静止开始沿斜面向上运动,匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与
重合)。试计算恒力F做功的最小值。
如图所示,两个圆形光滑细管在竖直平面内交叠,组成“8”字形通道,在“8”字形通道底端B处连接一内径相同的粗糙水平直管AB。已知E处距地面的高度h=3.2m,一质量m=1kg的小球a从A点以速度=12m/s的速度向右进入直管道,到达B点后沿“8”字形轨道向上运动,到达D点时恰好与轨道无作用力,直接进入DE管(DE管光滑),并与原来静止于E处的质量为M=4kg的小球b发生正碰(ab均可视为质点)。已知碰撞后a球沿原路返回,速度大小为碰撞前速度大小的1/3,而b球从E点水平抛出,其水平射程s=0.8m。(
)
⑴求碰后b球的速度大小?
⑵求“8”字形管道上下两圆的半径r和R?
⑶若小球a在管道AB中运动时所受阻力为定值,请判断a球返回到BA管道中时能否从A端穿出?