如图所示,用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上,已知APB部分的半径R=1.0 m,BC段长L=1.5m。弹射装置将一个小球(可视为质点)以v0=5m/s的水平初速度从A点弹入轨道,小球从C点离开轨道随即水平抛出,落地点D离开C的水平距离s=2m,不计空气阻力,g取10m/s2。求:小球在半圆轨道上运动时的角速度ω和加速度a的大小;小球从A点运动到C点的时间t;桌子的高度h。
如图所示,水平放置的平行板电容器与电压恒定的直流电源相连,两极板间距离d=10cm。电容器的电容C=2pF。距下极板4cm处有一质量m=0.01kg的不带电小球由静止落下。小球和下极板碰撞后带上了q=1.0×10-8C的电荷,反跳的高度为8cm,如果小球和下板碰撞时没有机械能损失,试求该电容器的带电量。(取g=10m/s2)
如图所示,在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点,固定电荷量为+Q的点电荷。一质量为m、电荷量为-q的物块(可视为质点),从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动,且始终不离开轨道。已知点电荷产生的电场在A、B两点的电势分别为φ1、φ2,PA连线与水平轨道的夹角为60°。试求: (1)物块在A点时的加速度大小; (2)物块在运动过程中的最大速度。
如图所示,在长为2L、宽为L的ABCD区域内有一半的空间存在场强为E、方向平行于BC边的匀强电场,现有一个质量为m,电量为e的电子,以平行于AB边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域,不计电子所受的重力,则: (1)当无电场的区域位于左侧时(如图甲),求电子射出ABCD区域时的动能; (2)当无电场区域的左边界距AD的距离为x时(如图乙),要使这个电子能从区域的右下角的C点射出,电子的初速度v0应满足什么条件。
磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫。当它腹朝天、背朝地躺在地面上时,将头用力向后仰,拱起体背,在身下形成一个三角形空区,然后猛然收缩体内背纵肌,使重心迅速向下加速,背部猛烈撞击地面,地面反作用力便将其弹向空中。弹射录像显示,磕头虫拱背后重心向下加速(视为匀加速)的距离大约为h1=0.8mm,弹射最大高度为h2=24cm。而人原地起跳方式是,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,假想人的加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等,如果加速过程(视为匀加速)重心上升高度为H1=0.4m,求人离地后重心上升的最大高度H2。(空气阻力不计,设磕头虫撞击地面和弹起的速率相等)