如图所示,长l=0.8 m的细线上端固定在O点,下端连结一个质量为m=0.4 kg的小球,悬点O距地面的高度H=3.55 m,开始时将小球提到O点而静止,然后让它自由下落,当小球到达使细线被拉直的位置时,刚好把细线拉断,再经过t=0.5 s落到地面,如果不考虑细线的形变,g=10 m/s2,试求:(1)细线拉断前后的速度大小和方向;(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为0.1 s,试确定细线的平均张力大小.
如图所示,相距的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场的场强方向竖直向下,PT下方的电场的场强方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为的PQ区域内,连续分布着电量为、质量为的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度沿水平方向垂直射入匀强电场中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为。不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求: (1)电场强度与; (2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律?(3)有一边长为、由光滑绝缘壁围成的正方形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失),并返回Q点,在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于,磁感应强度的大小还应满足什么条件?
冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图。比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心 O 。为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为 μ 1 =0.008 ,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至 μ 2 =0.004 。在某次比赛中,运动员使冰壶 C 在投掷线中点处以 2m/s 的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心 O 点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少。( g 取 10m/s2 )
如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率 Δ B Δ t =k , k 为负的常量。用电阻率为 ρ ,横截面积为 S 的硬导线做成一边长为 I 的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中。求:
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框的作用力的大小随时间的变化率。
地球绕太阳的运动可看作是轨道半径为R的匀速圆周运动,太阳源源不断地向四周辐射能量,太阳光的总辐射功率为PS,太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过程中,大约有30%的能量损耗。到达地面的太阳光由各种频率的光子组成,每个光子不仅具有能量,还具有动量,其能量与动量的比值为c,c为真空中的光速。(在计算时可认为每个光子的频率均相同) (1)求射到地面的太阳光在垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射功率Pe; (2)辐射到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,光子对被照射物体单位面积上所施加的压力叫做光压,假设辐射到地面的太阳光被地面全部吸收,求太阳光对地面的光压I; (3)试证明:地球表面受到的太阳光辐射压力,和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径R的平方成反比(PS可认为不变)。
一汽车行驶时遇到紧急情况,驾驶员迅速正确地使用制动器在最短距离内将车停住,称为紧急制动,设此过程中使汽车减速的阻力与汽车对地面的压力成正比,其比例系数只与路面有关。已知该车以72km/h的速度在平直公路上行驶,紧急制动距离为25m;若在相同的路面上,该车以相同的速率在坡度(斜坡的竖直高度和水平距离之比称为坡度)为1:10的斜坡上向下运动,则紧急制动距离将变为多少?(g=10m/s2,结果保留两位有效数字)