如图所示,在xOy直角坐标平面内的区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度
的区域有沿
方向的匀强电场。在x轴上坐标为
的S点有一粒子源,它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷
,速率
的带正电粒子。若粒子源只发射一次,其中只有一个粒子Z恰能到达电场的右边界,不计粒子的重力和粒子间的相互作用(结果可保留根号)。求:
(1)粒子在磁场中运动的半径R;
(2)粒子Z从S发射时的速度方向与磁场左边界的夹角;
(3)第一次经过y轴的所有粒子中,位置最高的粒子P的坐标;
(4)若粒子P到达y轴瞬间电场突然反向,求粒子P到达电场右边界时的速度。
某游乐场过山车模型简化为如图所示,光滑的过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R,可视为质点的过山车从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆
形轨道运动。
(1)若要求过山车能通过圆形轨道最高点,则过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度至少要多少?
(2)考虑到游客的安全,要求全过程游客受到的支持力不超过自身重力的7倍,过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度h不得超过多少?
质量为2kg的物体水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示,g取10m/s2,求
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0-10s内物体运动位移的大小。
汤姆逊用来测定电子的比荷实验装置如下:真空管内的阴极C发出电子,(不计初速,重力和电子间相互作用), 经过A、B间的电场加速后,穿过A、B的中心小孔沿中心轴O/O的方向进入到两块水平正对的长度为L的平行极板D和E间的区域,当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O'点,形成一个亮点;若在D、E间加上方向向下、场强为E的匀强电场,电子将向上偏转;如果再利用通电线圈在D、E电场区加上一垂
直纸面的匀强磁场(图中未画出),调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,荧光斑恰好回到荧光屏中心。接着再去掉电场,电子向下偏转,偏转角为φ。如图所示,求(1)在图中画出磁场B的方向(2)根据L、E、B和φ,推导电子的比荷的表达式。
在某介质中形成一列简谐横波,该横波上有相距4m的A、B两点,下图所示为A、B两质点的振动图象,若这列波的波长大于2m,求:这列波的波速。
如图所示,质量为M的木框内静止在地面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于木框,一质量为m的小球放在该弹簧上,让小球在同一条竖直线上作简谐运动,在此过程中木框始终没有离开地面。若使小球始终不脱离弹簧,则:
(1)小球的最大振幅A是多大?
(2)在这个振幅下木框对地面的最大压力是多少?
(3)在这个振幅下弹簧的最大弹性势能是多大?