(14分)如图所示,光滑匀质圆球的直径d=40 cm,质量为M=20 kg,悬线长L=30 cm,正方形物块A的厚度b=10 cm,质量为m=2 kg,物块A与墙之间的动摩擦因数μ=0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手,取g=10 m/s2,求:(1)墙对A的摩擦力为多大?(2)施加一个与墙面平行的外力于物体A上,使物体A在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度a=5 m/s2的匀加速直线运动,那么这个外力的大小和方向如何?
如图所示,在真空中半径m的圆形区域内,有磁感应强度B=0.2T,方向如图的匀强磁场,一束带正电的粒子以初速度m/s,从磁场边界上直径ab的a端沿各个方向射入磁场,且初速方向都垂直于磁场方向,若该束粒子的比荷C/kg,不计粒子重力.求:(1)粒子在磁场中运动的最长时间.(2)若射入磁场的速度改为m/s,其他条件不变,试用斜线画出该束粒子在磁场中可能出现的区域,要求有简要的文字说明.
电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理。某一水平面内有一直角坐标系xOy平面,x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场E1=1.0×104V/m,x=L和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场E2=1.0×104V/m,一电子(为了计算简单,比荷取为:)从直角坐标系xOy平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场E1,计算时不计此速度且只考试xOy平面内的运动。求:(1)电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间;(2)电子离开x=3L处的电场时的y坐标;(3)电子度开x=3L处的电场时的速度大小和方向。
如图所示,现把小球A由平衡位置O拉到其悬线与竖直方向成α角(α=5o,cosα=0.9875)轻轻释放,A球下摆时与静止在平衡位置的O点处的B球发生正碰,碰撞后两球速率相等,且等于碰前A球速率的1/3,碰撞后A球被弹回, B球向右在光滑水平轨道上运动,后又滑上倾角为30°足够长的光滑斜轨道。(已知摆长L=1m,g=10m/s2,π2≈g)(1)碰前的瞬间A球的速率多大?(2)水平光滑轨道的长度x应满足什么条件才能使小球B从斜面上返回后正好与小球A在平衡位置O 处迎面相碰?
如图所示,一根柔软的弹性绳子右端固定,左端自由,A、B、C、D……为绳上等间隔的点,点间间隔为50cm,现用手拉着绳子的端点A使其上下振动,若A点开始向上,经0.1秒第一次达到最大位移,C点恰好开始振动,则(1)绳子形成的向右传播的横波速度为多大?(2)从A开始振动,经多长时间J点第一次向下达到最大位移?(3)画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图象。
直线上有相距1.2m的A、B两点,一列横波从A向B传播,,当波刚好到达A点开始计时,4s内A点完成了10次全振动,B点完成了8次全振动,求:(1)周期是多少?(2)波长等于多少?(3)波速v等于多少?