在建筑工地上,我们常常看到工人用重锤将柱桩打入地下的情景。对此,我们可以建立这样一个力学模型:重锤的质量为m,从距桩顶高H处自由下落,柱桩的质量为M,重锤打击柱桩后不反弹且打击时间极短。柱桩受到地面的阻力恒为f,空气阻力忽略不计。利用这一模型,计算重锤一次打击柱桩时桩进入地下的深度h。一位同学这样解:设柱桩进入地面的深度为h,对全程运用动能定理,得: 可解得:h=……你认为该同学的解法是否正确?如果正确,请求出结果;如果不正确,请说明理由,并列式求出正确的结果。
真空中存在空间范围足够大的,水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°= 0.6, cos37°= 0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中 (1)小球受到的电场力的大小及方向; (2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于纸面向里。X轴下方有一匀强电场,电场强度为E、方向与y轴的夹角θ=45°且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点(图中未画出)进入电场区域,离子经C点时的速度方向与电场方向相反。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大, 求: (1)C点的坐标; (2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间; (3)回答:离子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程在做什么运动。并大致画出离子前四次穿越x轴在磁场和电场区域中的运动轨迹。
如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T.质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm.改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示.已知轨距为L=2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计. (1)求金属杆的质量m和阻值r; (2)当R=4Ω时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。
如图所示,竖直向上的匀强磁场,零时刻磁感应强度B0为2T,之后以1T/s在变大,水平轨道电阻不计,且不计摩擦阻力。宽L=2m的导轨上放一电阻r=lΩ的导体棒,并用水平线通过定滑轮吊着质量M=2kg(g=10m/s2)的重物,轨道左端连接的电阻R=19Ω,图中的l=1m,求: (1)重物被吊起前感生电流大小; (2)零时刻起至少经过多长时间才能吊起重物.
如图所示为质谱仪的原理图,A为粒子加速器,电压为U1;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;C为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后,恰好通过速度选择器,进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动,求: ⑴粒子的速度v; ⑵速度选择器的电压U2; ⑶粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R和运动时间t。