长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下板边缘射出,射出时末速度恰与下板成30o角,出磁场时刚好紧贴上板右边缘,不计粒子重力,求:两板间的距离;匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度。
在水平地面上有一物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为F/4,方向不变,再经过20s停止运动。该物体的速度与时间的关系如图所示。重力加速度g取10m/s2. 求:(1)整个过程中物体的位移大小;(2)物体与地面的动摩擦因数。
(18分)某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.1m的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,C、D两点的竖直高度差h=0.2m,水平距离s=0.6m,水平轨道AB长为L1=0.5m,BC长为L2 =1.5m,小滑块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10m/s2。(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在A点弹射出的速度大小;(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出。求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。(3)若小滑块是与从光滑斜轨道E点静止释放的小球发生完全非弹性碰撞后,离开A点的(小球质量与小滑块的质量相等,且均可视为质点,斜轨道与水平地面平滑连接),求当满足(2)中游戏规则时,释放点E与过A水平面的竖直高度H的大小范围。
(18分) 如图,竖直平面内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/c,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T一带电量、质量的小球由长的细线悬挂于点小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点正下方的坐标原点时,悬线突然断裂,此后小球又恰好能通过点正下方的N点。(g=10m/s),求:(1)小球运动到点时的速度大小;(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小;(3)间的距离。
如图甲,光滑的水平面上有三个滑块a、b、c;a、b的质量均等于1kg;b、c被一根轻质弹簧连接在一起,处于静止状态;在t=0时,滑块a突然以水平向右的速度与b正碰,并瞬间粘合成一个物体(记为d);此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,d的速度随时间做周期性变化,如图乙。则: (1)求滑块a的初速度大小以及a、b正碰中损失的机械能△E; (2)求滑块c的质量; (3)当滑块c的速度变为vx瞬间,突然向左猛击一下它, 使之突变为-vx,求此后弹簧弹性势能最大值Ep的表达式,并讨论vx取何值时,Ep的最大值Epm。
(18 分)如图所示,在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满+y 方向的匀强电场, 在第Ⅰ象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(电场、磁场均未画出);一个比荷为的带电粒子以大小为 v 0的初速度自点沿+x 方向运动,恰经原点O进入第Ⅰ象限,粒子穿过匀强磁场后,最终从 x轴上的点 Q(9 d,0 )沿-y 方向进入第Ⅳ象限;已知该匀强磁场的磁感应强度为 ,不计粒子重力。 (1)求第Ⅲ象限内匀强电场的场强E的大小; (2) 求粒子在匀强磁场中运动的半径R及时间t B; (3) 求圆形磁场区的最小半径rm。