(12分) 如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面倾角为θ。其下方O点处有一固定的正点电荷,电荷量为Q,OD⊥MN,OM=ON,质量为m、带负电的小滑块以初速度v1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v2。若小滑块带电量大小为q且保持不变,可视为点电荷。求:(1)N点的高度h;(2)若小滑块向上滑至D点处加速度大小为a,求小滑块与斜面间的摩擦因数μ。
一带电粒子在xOy平面内运动,其轨迹如图所示,它从O点出发,以恒定的速率v沿y轴正方向射出,经一段时间到达P点. 图中x轴上方的轨迹都是半径为R的半圆,下方都是半径为r的半圆,不计重力的影响.(1)如果此粒子带正电,且以上运动分别是在两个不同的匀强磁场中发生的,试判断磁场的方向,并求出这两个匀强磁场的磁感应强度的大小之比.(2)求此粒子由O点到P点沿x轴方向运动的平均速度的大小.
如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径R的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求:⑴物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍;⑵物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
如图所示,一高空作业的工人质量为m=70kg,腰系一条安全带,若工人不慎跌落,当他的重心位置下降L=5m时,安全带呈竖直状态且开始绷直。已知安全带从开始绷直到拉伸至最长的缓冲时间为t=1.4s,求安全带受到的平均冲力是多大?(不计空气阻力,g取10m/s)
如图所示。光滑的水平面上有一个矩形导体框abcd,ab=0.4m,cd=0.6m,它的电阻为0.4Ω。它的右侧有一宽度为L=0.4m、磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。现用一外力将该导体框以大小为V=5.0m/S的速度匀速地拉到磁场的右侧。试求:(1)ab在磁场中运动时线框中的感应电流大小和方向。(2)导体框穿过磁场的过程中产生的电热。
如图所示,质量分别为m1和m2的两个滑块,在光滑水平面上分别以速率v1、v2向左运动,由于v1>v2而发生一维碰撞,碰后m1继续向左运动,m2被左侧的墙以原速率弹回,再次与m1相碰,碰后m2恰好停止,而m1以速率v向右匀速运动。求第一次碰撞后滑块m1、m2的速率。