如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=60°,C为轨道最低点,D为轨道最高点.一个质量m=0.50kg的小球(视为质点)从空中A点以v0=4.0m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.重力加速度g取10m/s2.试求:小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h.小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC.小球能否到达轨道最高点D?若能到达,试求对D点的压力FD.若不能到达,试说明理由.
一长为L的细线,上端固定,下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球,处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时,将细线与小球拉成水平,小球静止在A点,释放后小球由静止开始向下摆动,当细线转过60°角时,小球到达B点速度恰好为零。试求: (1)A、B两点的电势差 (2)匀强电场的场强大小; (3)小球到达B点时,细线对小球的拉力大小。
许多仪器中可利用磁场控制带电粒子的运动轨迹。如图所示的真空环境中,有一半径r=0.05m的圆形区域内存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,其右侧相距d=0.06m处有一足够大的竖直屏。从S处不断有比荷=108C/kg的带正电粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出,经过磁场区域后打在屏上。不计粒子重力,求: (1)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径; (2)绕通过P点垂直纸面的轴,将该圆形磁场区域逆时针缓慢转动90°的过程中,粒子在屏上能打到的范围。
如图所示,在高H=2.5m的光滑、绝缘水平高台边缘,静置一个小物块B,另一带电小物块A以初速度v0=10.0m/s向B运动,A、B 的质量均为m=1.0×10-3kg。A与B相碰撞后,两物块立即粘在一起,并从台上飞出后落在水平地面上。落地点距高台边缘的水平距离L=5.0m.已知此空间中存在方向竖直向上的匀强电场,场强大小E=1.0×103N/C(图中未画出)假设A在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变,不计空气阻力,g=10m/s2。求: (1)A、B碰撞过程中损失的机械能。 (2)试说明A带电的电性,并求出其所带电荷q的大小。 (3)在A、B的飞行过程中,电场力对它做的功。
已知O、A、B、C为同一直线上的四点,AB间的距离为22m,BC间的距离为26m,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等且为2s。求O与A的距离。
如图的环状轨道处于竖直面内,它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成。以水平线MN和PQ为界,空间分为三个区域,区域Ⅰ和区域Ⅲ内有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场,区域Ⅰ和Ⅱ内有竖直向上的匀强电场,电场场强大小为。一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内,它与两根直轨道间的动摩擦因数为μ(0<μ<1),而轨道的圆弧形部分均光滑。将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速释放(不考虑电场和磁场的边界效应,重力加速度为g),求: (1)小环在第一次通过轨道最高点A时的速度vA的大小; (2)小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道的压力FN的大小; (3)若从C点释放小环的同时,在区域Ⅱ再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场,其场强大小为,则小环在两根直轨道上通过的总路程多大?