在半径R="5000" km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如下图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m="0.2" kg的小球,从轨道AB上高H处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H 的大小,可测出相应的F大小,F随H 的变化关系如图乙所示,求:(1)该星球表面的重力加速度;(2)该星球的第一宇宙速度.
如图1所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U 0=1000V的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入。A、B板长l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B两板间的电压u随时间t变化的u-t图线如图2所示。设A、B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场。在每个电子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒,筒在左侧边缘与极板右端距离b=0.15m,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T=0.20s,筒的周长s=0.20m ,筒能接收到通过A、B板的全部电子。 (1)以t=0时(见图2,此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点,并取y轴竖直向上。试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。(不计重力作用) (2)在给出的坐标纸(图3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。
(18分)如图,一小车静止在光滑水平地面上,车顶用长L=0.8m的细线悬挂一静止小球,小车质量m 3=4.0kg,小球质量m 2=0.9kg,一质量为m 1=0.1kg的子弹以速度v 1=10m/s水平射入球内(作用时间极短,g取10m/s 2),求 (1)细线上摆的最大角度θ。 (2)小球第一次返回最低点时,小球的速度和小车的速度。
原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速)加速过程中重心上升的距离称为"加速距离"。离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为"竖直高度"。现有下列数据:人原地上跳的"加速距离"d 1=0.50m,"竖直高度"h 1=1.0m;跳蚤原地上跳的"加速距离"d 2=0.00080m,"竖直高度"h 2=0.10m。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而"加速距离"仍为0.50m,则人上跳的"竖直高度"是多少?
如图所示,光滑水平面上有一长板车,车的上表面OA段是一长为L的水平粗糙轨道,A的右侧光滑,水平轨道左侧是一光滑斜面轨道,斜面轨道与水平轨道在点平滑连接。车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,其弹性势能为,一质量为的小 物体(可视为质点)紧靠弹簧,小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为,整个装置处于静止状态。现将轻弹簧解除锁定,小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道。车的质量为,斜面轨道的长度足够长,忽略小物体运动经过点处产生的机械能损失,不计空气阻力。求: (1)解除锁定结束后小物体获得的最大动能; (2)当满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上,满足此条件时小物体能上升的最大高度为多少?
如图所示,在xOy平面内,离子源A产生的初速为零的同种带正电离子,质量m=1.0×10-20kg、带电量q=1.0×10-10C。离子经加速电场加速后匀速通过准直管并从C点垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板MN上的小孔O离开电场,且粒子在O点时的速度大小为v=2.0×106m/s,方向与x轴成30°角斜向上。在y轴右侧有一个圆心位于x轴,半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=0.01T,有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ置于坐标x0=0.04m处。已知NC之间的距离d=0.02m,粒子重力不计。试求: (1)偏转电场间电场强度的大小; (2)粒子在圆形磁场区域的运动时间; (3)若圆形磁场可沿x轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为(0.01m,+),由于磁场位置的不同,导致粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上点的纵坐标的范围。