如图所示,高为h="3.2" m、倾角为θ=53°的光滑斜面顶端有一质点A自静止开始下滑,与此同时在斜面底端有另一质点B在其他力的作用下自静止开始以加速度a="5" m/s2沿光滑水平面向左做匀加速运动,质点A下滑到斜面底端能沿光滑的小圆弧部分平稳向B追去,取g="10" m/s2,sin 53°=0.8。试通过计算判断质点A能否追上B。若能追上,求出相遇时B质点运动的位移;若不能追上,求出质点A、B在水平面上的最近距离。
(15分)如图所示,在xOy平面坐标系中,直线MN与y轴成30°角,M点的坐标为(0,a),在y轴与直线MN之间的区域内,存在垂直xOy平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.电子束以相同速度v0从y轴上的区间垂直于y轴和磁场射入磁场.已知从O点射入磁场的电子在磁场中的运动轨迹恰好与直线MN相切,忽略电子间的相互作用和电子的重力.(1)求电子的比荷;(2)若在xOy坐标系的第Ⅰ象限加上沿y轴正方向大小为的匀强电场,在处垂直于x轴放置一荧光屏,计算说明荧光屏上发光区的形状和范围.
(12分)如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角=30°,导轨电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为L的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为、电阻为R。两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻也为R。现闭合开关K ,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=2mg的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率。重力加速度为g,求:(1)金属棒能达到的最大速度vm;(2)灯泡的额定功率PL;(3)若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑2s的过程中,金属棒上产生的电热Q1。
如图(甲)所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ =370的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图所示(乙)所示,g取10m/s2,sin370=0.6, cos370=0.8, 求:(1)拉力F的大小;(2)t=4s时物体的速度v的大小.
如图所示,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有沿y轴负方向的匀强电场;第四象限无电场和磁场。现有一质量为m、电荷量为q粒子以速度v0从y轴上的M点沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经x轴的N点和P点最后又回到M点,设OM=L,ON= 2L。求:(1)电场强度E的大小;(2)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向;(3)粒子从M点进入电场经N、P点最后又回到M点所用的时间。
(18分)图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去。如果质量为m的鱼饵到达管口C时,对上侧管壁的弹力恰好为mg。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g、求:(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小VC;(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;(3)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线00′在360°角的范围内缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在m到m之间变化,且均能落到水面。持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?