(13分) 质量为m=2kg的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N的水平拉力,如图15所示。木块运动t=4s后撤去力F,直到木块停止(g=10m/s2)。求:(1)有拉力作用时木块的加速度为多大?(2)撤去拉力F时木块的速度为多大?(3)撤去拉力F到停止运动过程中木块的加速度为多大?(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?
如图所示,一根光滑绝缘细杆与水平面成的角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2×104N/C。在细杆上套有一个带电量为q=-1.73×105C、质量为m=3×10-2kg的小球。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远处的C点。已知AB间距离,g=10m/s2。求:(1)带电小球在B点的速度vB;(2)带电小球进入电场后滑行最大距离x2;(3)带电小球从A点滑至C点的时问是多少?
把一个质量为m、带正电荷且电量为q的小物块m放在一个水平轨道的P点上,在轨道的O点有一面与轨道垂直的固定墙壁。轨道处于匀强电场中,电场强度的大小为E,其方向与轨道(ox轴)平行且方向向左。若把小物块m从静止状态开始释放,它能够沿着轨道滑动。已知小物块m与轨道之间的动摩擦因数μ,P点到墙壁的距离为,若m与墙壁发生碰撞时,其电荷q保持不变,而且碰撞为完全弹性碰撞(不损失机械能)。求:(1)如果在P点把小物块从静止状态开始释放,那么它第1次撞墙后瞬时速度为零的位置坐标、第2次撞墙之后速度为零的位置坐标的表达式分别是什么?(2)如果在P点把小物块从静止状态开始释放,那么它最终会停留在什么位置?从开始到最后它一共走了多少路程(s)?(3)如果在P点瞬间给小物块一个沿着x轴向右的初始冲量,其大小设为I,那么它第一次又回到P点时的速度()大小为多少?它最终会停留在什么位置?从开始到最后它一共走了多少路程?
下图为汤姆生在1897年测量阴极射线(电子)的荷质比时所用实验装置的示意图。K为阴极,A1和A2为连接在一起的中心空透的阳极,电子从阴检发出后被电场加速,只有运动方向与A1和A2的狭缝方向相同的电子才能通过,电子被加速后沿方向垂直进入方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里,电场极板水平放置,电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转。已知圆形磁场的半径为R,圆心为C。某校物理实验小组的同学们利用该装置,进行了以下探究测量:首先他们调节两种场强的大小:当电场强度的大小为E,磁感应强度的大小为B时,使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动;然后撤去电场,保持磁场和电子的速度不变,使电子只在磁场力的作用下发生偏转,打要荧屏上出现一个亮点P,通过推算得到电子的偏转角为α(即:之间的夹角)。若可以忽略电子在阴极K处的初速度,则:(1)电子在复合场中沿直线向右飞行的速度为多大?(2)电子的比荷为多大?(3)利用上述已知条件,你还能再求出一个其它的量吗?若能,请指出这个量的名称。
如图所示,在光滑水平面右端拱点处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆形轨道,在距离B为x的A点,用一个较大的水平力向右瞬间弹击质量为m的小钢球,使其获得一个水平向右的初速度,质点到达廖点后沿半圆形轨道运动,经过C点后在空中飞行,正好又落回到A点。求:(1)小钢球经过C时的速度有多大?(2)小钢球经过B时的速度有多大?(3)在4点,这个瞬间弹击小钢球的力的冲量需要有多大?
如图13所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8C(框架电阻不计,g取10m/s2)。问:(1)ab棒达到的稳定速度多大?(2)ab棒从静止开始到稳定速度所经历时间是多少?