“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下:如图1所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为O,外圆弧面AB的半径为L,电势为φ1,内圆弧面CD的半径为,电势为φ2。足够长的收集板MN平行边界ACDB,O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m,电量为q的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。
(1)求粒子到达O点时速度的大小;
(2)如图2所示,在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场,圆心为O,半径为L,方向垂直纸面向内,则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上(不考虑过边界ACDB的粒子再次返回),求所加磁感应强度的大小;
(3)同上问,从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN,求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子。
如图所示,倾角为37º的传送带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距离为L=7m。现将一质量m=0.4kg的小木块轻放到传送带的顶端,使它从静止开始沿传送带下滑,已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2。求:
(1)木块从顶端滑到底端所需要的时间;
(2)木块从顶端滑到底端摩擦力对木块做的功;
(3)木块从顶端滑到底端产生的热量?
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(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图像如图乙所示,设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)拉力F的大小;
(3)t=4s时物体的速度.
如图所示为一个等腰三角形斜面,底角为θ=37°,左右两侧斜面均粗糙,顶点c上安装有一个光滑的定滑轮。现在ac面上放一个重为10N的物体A,物体A和斜面间的动摩擦因数为μ1=0.3,为使物体A在斜面ac上作匀速运动,需通过一根细绳栓接一个物体B放在bc面上,物体B 与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.2。试求物体B的重力大小应为多大?(已知绳子与相应的斜面平行)
如图所示,O为动滑轮的轴,用软绳CO将动滑轮悬挂在天花板上,绳CO与竖直方向成150角,物体A和B用跨过定滑轮的轻绳连接。已知物体B重,地面对B的支持力
,整个系统处于平衡状态,试求:
(1)物体A重多少?
(2)物体B对地面的摩擦力?
(3)若把B的位置往右移动,当B放到CO绳与竖直方向的夹角为300时,此系统恰好不能保持平衡状态,求B和地面之间的动摩擦因数为多少?
如图所示,AB为粗糙程度不变的水平地面,BC为粗糙程度不变的斜面,B点有微小的圆弧与两个面相切过渡。一物体(可看作质点)从A点以某一速度出发做匀减速运动并冲上斜面BC直到速度为零,以出发点为计时起点,各时间点的速度如下表所述。试求物体在斜面上运动的最远距离。
t(s) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
V(m/s) |
15 |
13 |
11 |
8 |
4 |
0 |