如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置,MN为半径、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平。PQ为待检验的固定曲面,该曲面为在竖直面内截面半径的圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于MN轨道的上端点N,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过N点,水平飞出后落到PQ上的S点,取g =10m/s2。求:(1)小球到达N点时速度的大小;(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能的大小;(3)钢珠落到圆弧PQ上S点时速度的大小。
如图所示,真空中有中间开有小孔的两平行金属板竖直放置构成电容器,给电容器充电使其两极板间的电势差,以电容器右板小孔所在位置为坐标原点建立图示直角坐标系xoy。第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界MN平行于x轴,现将一质量、且重力不计的带电粒子从电容器的左板小孔由静止释放,经电场加速后从右板小孔射出磁场,该粒子能经过磁场中的P点,P点纵坐标为。若保持电容器的电荷量不变,移动左板使两板间距离变为原来的四分之一,调整磁场上边界MN的位置,粒子仍从左板小孔无初速度释放,还能通过P点,且速度方向沿y轴正向。求磁场的磁感应强度B?
如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端A.b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为,且处在磁感应强度大小为B.方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度,整个运动过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向及此时导体棒的加速度a的大小;(2)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q;
质量为m,电荷量为q的粒子,以初速度v垂直进入磁感应强度为B,宽度为L的匀强磁场区域,并从另一端出射,如图所示,不计粒子重力。求(1)带电粒子运动的轨道半径R;(2)带电粒子离开磁场时的偏转角的;(3)带电粒子在磁场中的运动时间t。
滑板运动是一项非常刺激的水上运动(如图所示),研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力N垂直于板面,大小为,其中v为滑板速率(水可视为静止)。某次运动中,在水平牵引力F作用下,当滑板和水面的夹角=37°时,滑板做匀速直线运动,相应的k=40kg/m,人和滑板的总质量为80kg,(重力加速度,sin37°=0.6,忽略空气阻力)。试求:(1)水平牵引力F的大小;(2)滑板的速率v=?
如图所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数为μ,现物块在垂直于斜面BC的推力作用下,沿墙面匀速滑动,试求出力F的大小,