如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,D点为O点在斜面上的垂足,OM=ON,带负电的小物体以初速度从M点沿斜面上滑, 到达N点时速度恰好为零,然后又滑回到M点,速度大小变为(1)带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变?若小物体电荷量保持不变,可视为点电荷,电场力共做多少功?(2)N点的高度h为多少?(3)若物体第一次到达D点时速度为,求物体第二次到达D点时的速度。(附加题见答题纸背面)
如图所示,在足够长的水平边界MN下方充满匀强电场(图中未画出),同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于纸面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,PQ为上下磁场的水平分界线,MN、PQ间距离为。一个质量为、电荷量为的小球,由MN上方的O点静止释放,小球向下穿过MN进入电磁场区域后做圆周运动(已知重力加速度为)。求:(1)电场强度的大小和方向;(2)如果小球能回到MN边界,求电场力做的功。若小球能从PQ进入下部分磁场,求从MN运动到PQ边界过程中电场力做的功。(3)若从某高度释放小球后,小球能回到O点,小球经过多长时间第一次回到O点。(注:画出轨迹3分)
如图所示,一劲度系数为的轻弹簧,其下端与倾角为的足够长斜面底端P相连,其上端刚好位于斜面的O点,斜面PO部分光滑,OQ部分粗糙。把质量为的滑块放在轻弹簧的上端,滑块静止在A点。用一个平行于斜面的变力F作用在滑块上,使滑块由静止开始向上做加速度为a的匀加速运动。当滑块与弹簧刚好分离时撤去力F,物体再沿斜面上滑后静止。求:(1)力F作用的时间;(2)撤去力F后滑块上滑过程中摩擦力对滑块所做的功;
质量均为m=2kg的三物块A、B、C,物块A、B用轻弹相连,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=3m/s的速度在光滑的水平地面上运动,物块C静止在前方,如图所示。B与C碰撞后二者会粘在起运动。求在以后的运动中:(1)从开始到弹簧的弹性势能第一次达到最大时弹簧对物块A的冲量;(2)系统中弹性势能的最大值EP是多少?
如图,为某种透明材料做成的三棱镜横截面,其形状是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面,试求:(1)该材料对此平行光束的折射率;(2)这些到达BC面的光线从BC面折射出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块?
在水平长直的轨道上,有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动。某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为。(1)证明:若滑块最终停在小车上,滑块与车摩擦产生的内能与动摩擦因数无关,是一个定值。(2)已知滑块与车面间动摩擦因数=0.2,滑块质量m=1kg,车长L=2m,车速v0=4m/s,取g=10m/s2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F,要保证滑块不能从车的左端掉下,恒力F大小应该满足什么条件?(3)在(2)的情况下,力F取最小值,要保证滑块不从车上掉下,力F的作用时间应该在什么范围内?