(12分)小船在200m宽的河中横渡，水流速度是2m/s，船在静水中的航速是4m/s，试求：
⑴ 当小船的船头始终正对河岸时，它将在何时、何处到达对岸？
⑵ 要使小船到达正对岸，应如何航行？用时多少？
如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为
的平板车A。车上有两个小滑块B和C（都可视为质点），B的质量为
，与车板之间的动摩擦因数为
。C的质量为
，与车板之间的动摩擦因数为
。t=0时刻B、C分别从车板的左、右两端同时以初速度
和
相向滑上小车。在以后的运动过程中B与C恰好没有相碰。已知重力加速度为g， 设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。求：
（1）平板车的最大速度
和达到最大速度经历的时间
；
（2）平板车平板总长度
。
一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上，其底面A1B1C1是边长a=12cm的等边三角形，柱高L=12cm。现在底面的中 心O处放置一点光源，不考虑三棱柱内的反射光，玻璃的折射率为
, 求三个侧面的发光的总面积。
如图所示，相距3L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I的场强方向竖直向下，PT下方的电场II的场强方向竖直向上，电场I的场强大小是电场Ⅱ的场强大小的两倍，在电场左边界AB上有点Q，PQ间距离为L。从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子，电量为＋q、质量为m。通过PT上的某点R进入匀强电场I后从CD边上的M点水平射出，其轨迹如图，若PR两点的距离为2L。不计粒子的重力。试求：
（1）匀强电场I的电场强度E的大小和MT之间的距离；
（2）有一边长为a、由光滑弹性绝缘壁围成的正三角形容器，在其边界正中央开有一小孔S，将其置于CD右侧且紧挨CD边界，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机械能和电量损失)，并返回Q点，需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
，求磁感应强度B的大小应满足的条件以及从Q出发再返回到Q所经历的时间。
一水平传送带以4m/s的速度逆时针传送，水平部分长L=6m，其左端与一倾角为θ=300的光滑斜面平滑相连，斜面足够长，一个可视为质点的物块无初速度地放在传送带最右端，已知物块与传送带间动摩擦因数μ=0.2，g=10m/s2。求物块从放到传送带上到第一次滑回传送带最远端所用的时间。
如图所示，螺线管横截面积为S，线圈匝数为N，电阻为R1，管内有水平向右的磁场，磁感应强度为B.螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内，与水平面的夹角为
，两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m，电阻为R2，重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。
（1）螺线管内方向向右的磁场B不变，当ab杆下滑的速度为v时，求通过ab杆的电流的大小和方向；
（2）将ab杆下滑的速度为v时，螺线管内方向向右的磁场才开始变化，其变化率
（k>0）。讨论杆加速度的方向与k的取值的关系。
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