分如图,在xoy平面内第二象限区域内有垂直纸面向内的匀强磁场B,其大小为0.2T,在A(-6cm,0)点有一粒子发射源,向x轴上方180°范围内发射
的负粒子,粒子的比荷为
,不计粒子重力,求:
(1) 粒子在磁场中做圆周运动的半径.
(2) 粒子在磁场中运动的最长时间是多少(结果用反三角函数表示)?
(3) 若在范围内加一沿y轴负方向的匀强电场,从y轴上离O点最远处飞出的粒子经过电场后恰好沿x轴正向从右边界某点飞出,求出该点坐标(以厘米为单位).
一辆自行车从A点由静止出发做匀加速直线运动,用7 s时间通过一座长BC=14 m的平桥,过桥后的速度是3 m/s,求:
(1)它刚开上桥头B时的速度vB有多大?
(2)桥头B与出发点相距多远?
(16分)如图所示,均匀光滑直杆AB长为L,可绕光滑固定转轴O转动,O距B点L/3处。在水平杆的另一端A下摆经过的轨迹上安装光电门,用来测量A端的瞬时速度vA,光电门测量位置和转轴O的高度差h可以调节,有一质最为m的小球套在光滑杆上,重力加速度g取10m/s2。
⑴若杆的质量忽略不计,小球固定在杆OA的中点处,由静止释放杆,请写出光电门测量到的速度vA与高度差h的关系式;
⑵实际情况下杆的质量M不能忽略,拿走小球后重复实验,得到了如图所示的与h关系图线.请写出杆绕O点转动时的动能Ek与vA的关系式;
⑶若杆的质量M=3kg,小球m=2kg固定在杆OA的中点处,将杆由水平位置静止释放,请根据计算分析在图丙中画出与h关系图线。
(15分)如图所示,质量为M=2kg的木板B静止在光滑水平面上,质量为m=1kg可视为质点的木块A以水平速度v0=2m/s从右端向左滑上木板,木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.5,此时有一水平向右的力F=10N作用在长木扳上,g取10m/s2。
⑴求开始时木块A和木板B各自的加速度大小;
⑵若木板足够长,求从木块滑上木板到木块和木板速度相等所经历的时间;
⑶要使木块不从木板上滑落,求木板的最小长度。
(15分)如图为俯视图,在一光滑水平面上建立x-y平面直角坐标系,有一质量为m的小木块从A点沿x轴方向以某初速度射出,A点离x轴距离为L,小木块沿y轴负方向始终受到恒力F1=F0.小木块的运动轨迹与x轴的交点B到y轴距离为s,当同时施加沿x轴负方向恒力F2时,小木块仍以原来初速度射出。其运动轨迹与x轴的交点C到y轴距离为,不计空气阻力。
⑴求小木块初速度v0的大小;
⑵恒力F2的大小;
⑶若F2=-kv,v为小木块的速度.仍以原来的初速度射出小木块,发现小木块垂直x轴匀速通过.求此过程中F2对小木块所做的功。
(15分)如图所示倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
⑴求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
⑵若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值;
⑶若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t。