如图所示,在空间内有一直角坐标系,直线
与
轴正方向夹角为
。第一象限内有两个方向均垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线
是它们的理想边界,
上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为
,在第四象限内有一沿
轴负方向的匀强电场。一质量为
、电荷量为
的质子(不计重力及质子对磁场、电场的影响)以速度
从
点沿与
成
角方向垂直磁场进入区域Ⅰ,质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后,恰好垂直通过
轴上的
点(未画出)进入第四象限内的匀强电场中,最后从
轴上的
点与
轴负方向成
角射出,求:
(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小;
(2)点到
点的距离;
(3)匀强电场的电场强度的大小
.(12分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设:
(1)阻力只与雨滴的半径成正比,即F=kr(k为常数).
(2)阻力只与速度的平方成正比,即F=kv2(k为常数).
(3)阻力与速度的平方和半径的乘积成正比,即F=krv2(k为常数).
你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系?请写出推导过程.
.(12分)如图所示,光滑小圆环A吊着一个重为G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上,今有一细绳拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B处的一个小滑轮后吊着一个重为G2的砝码,如果不计小环、滑轮、绳子的重量大小.绳子又不可伸长,求平衡时弦AB所对的圆心角θ.
(14分)消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下.假设一名质量为60 kg、
训练有素的消防队员从七楼(即离地面18 m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已
知杆的质量为200 kg,消防队员着地的速度不能
大于6 m/s,手和腿对杆的最大压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设
当地的重力加速度 g=10 m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求:
(1)消防队员下滑过程中的最大速度;
(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;
(3)消防队员下滑的最短的时间.
(15分)如图9所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A,A与地面的摩擦不计.
图9
(1)当卡车以a1=g的加速度运动时,绳的拉力为mg,则A对地面的压力为多大?
(2)当卡车的加速度a2=g时,绳的拉力为多大?
(15分)一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一
个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图8所示.已知环沿杆匀加
速下滑时,环与杆间的摩擦力大小为Ff,则此时箱对地面的压力大小为
多少?