在平面直角坐标系xoy中,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四象限存在垂直于直角坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y 轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示,不计粒子的重力,求:(1)M、N两点间的电势差UMN;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;(3)粒子从M点运动到P点的总时间。
一水平传送带以4m/s的速度逆时针传送,水平部分长L=6m,其左端与一倾角为θ=300的光滑斜面平滑相连,斜面足够长,一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端,已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2,g=10m/s2。求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间。
如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向右的磁场,磁感应强度为B.螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为,两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。 (1)螺线管内方向向右的磁场B不变,当ab杆下滑的速度为v时,求通过ab杆的电流的大小和方向; (2)将ab杆下滑的速度为v时,螺线管内方向向右的磁场才开始变化,其变化率(k>0)。讨论杆加速度的方向与k的取值的关系。
如图所示,在光滑水平面上停放着质量为m=2kg装有四分之一光滑圆弧形槽OPQ的物块A,圆弧形槽的半径为R=0.2m且在Q处的切线水平,物块A紧靠在与Q处等高的固定在地面上的台阶B的左端,台阶B的上表面光滑。一质量也为m=2kg的小球靠在较短的轻弹簧的左端,轻弹簧的右端固定在与台阶B连在一起的挡板上。向右移动小球压缩弹簧,当弹簧中的弹性势能达到EP=16J时,释放小球,小球冲到小车上。取g=10m/s2 求: (1)小球刚滑到Q处时,小球对轨道Q处的压力; (2)改变圆弧型槽的半径,小球不从P处冲出圆弧形槽,圆弧型槽半径满足的什么条件? (3)改变圆弧型槽的半径,圆弧型槽的半径对小车的最终速度是否有影响?
光滑水平面上放有两辆小车A和B。A车的质量为m,其上还固定一个质量也为m的内壁光滑的硬质圆筒,筒内有一质量为2m的光滑小球C(C球可以视为质点),C球位于圆筒最低点。现让小车A与小球C相对静止的以速率V0向左运动,小车B以速率V0向右运动,某时刻两车发生正碰,若两车相碰后(作用时间极短),B车静止,A车以原速率V0反弹,求: (1)B车的质量大小。 (2)A车反弹后,求小球沿筒壁能上升的最大高度(已知小球上升的最高点低于筒的中心)。
如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象。此时质点P的运动方向沿y轴负方向,且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。问: (1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何? (2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是多少? (3)当t=s时,质点Q相对于平衡位置的位移s的大小是多少?