游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验表明,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。(不考虑空气及摩擦阻力)(1)若小球恰能通过最高点,则小球在最高点的速度为多大? 此时对应的h多高?(2)若h′=4R,则小球在通过圆轨道的最高点时对轨道的压力是多少?
如图甲所示,质量m=2kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动,t=0.5s时撤去拉力,利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(v-t图象)如图乙所示,g取l0m/s2,求: (1)2s内物块的位移大小s和通过的路程L; (2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F.
如图所示,质量m=4Kg的物体(可视为质点)用细绳拴住,放在水平传送带的右端,物体和传送带之间的动摩擦因数,传送带的长度L =2m,当传送带以的速度做逆时针转动时,绳与水平方向的夹角。(已知:)求: (1)传送带稳定运动时绳子拉力T的大小; (2)某时刻剪断绳子,求物体做匀加速直线运动的时间; (3)如果提高传送带的运行速率,物体就能被较快地传送到左端处,求物体从图示位置处传送到左端处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
同向运动的甲乙两质点在某时刻恰好通过同一路标,以此时为计时起点,此后甲质点的速度随时间的变化关系为v=4t+12(m/s),乙质点位移随时间的变化关系为x=2t+4t2(m),试求: (1)两质点何时再次相遇; (2)两质点相遇之前何时相距最远,最远的距离是多少?
如图所示,是一种测定风力的仪器,P是质量为200g的金属球,固定在一根细长钢性的金属丝下端,当无风时金属球自然竖直下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向,刻度盘上的角度就能反映出风力的大小。若某一时刻风从图示的水平方向吹向金属球P时,金属丝向左偏离竖直方向的角度θ=30°而处于静止状态。取g=10m/s2 则: (1)此时风力和金属丝拉力分别有多大? (2)有人说:“若角度变为2θ,则风力也变为原来的2倍”,你认为这个结论对不对?为什么?
如图所示的装置放置在真空中,炽热的金属丝可以发射电子,金属丝和竖直金属板之间加一电压U1=2 500 V,发射出的电子被加速后,从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置,板长l=6.0 cm,相距d=2 cm,两极板间加以电压U2=200 V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e=1.6×10-19 C,电子的质量 m=0.9×10-30 kg,设电子刚离开金属丝时的速度为0,忽略金属极板边缘对电场的影响,不计电子受到的重力。求: (1)电子射入偏转电场时的动能Ek; (2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y; (3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W。