(14分)如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为="0." 60m的轻细绳,它的一端系住一质量为m的小球P,另一端固定在板上的O点.当平板的倾角固定为时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0="3." Om/s.若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角的值应在什么范围内?(取重力加速度g=l0)
如图,为竖直面内一固定轨道,其圆弧段与水平段相切于、端固定一竖直挡板。相对于的高度为,长度为。一木块自端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在段的摩擦可忽略不计,物块与段轨道间的滑动摩擦因数为,求物块停止的地方与点距离的可能值。
质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去,其运动的图像如图所示。取,求:
(1)物体与水平面间的运动摩擦系数; (2)水平推力的大小; (3)内物体运动位移的大小。
如图,为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中段是水平的,段为半径的半圆,两段轨道相切于点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小。一不带电的绝缘小球甲,以速度沿水平轨道向右运动,与静止在点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为,乙所带电荷量,取。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移) (1) 甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到点的距离;
(2)在满足(1)的条件下。求的甲的速度;
(3)若甲仍以速度向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到点的距离范围。
如图1所示,宽度为的竖直狭长区域内(边界为),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为,表示电场方向竖直向上。时,一带正电、质量为的微粒从左边界上的点以水平速度射入该区域,沿直线运动到点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的点。为线段的中点,重力加速度为。上述为已知量。
(1)求微粒所带电荷量和磁感应强度的大小;
(2)求电场变化的周期; (3)改变宽度,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求的最小值。
雨滴在穿过云层的过程中,不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体,其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为,初速度为,下降距离l后与静止的小水珠碰撞且合并,质量变为。此后每经过同样的距离后,雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并,质量依次变为、…………(设各质量为已知量)。不计空气阻力。 (1)若不计重力,求第n次碰撞后雨滴的速度; (2)若考虑重力的影响, a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度和; b.求第n次碰撞后雨滴的动能 ;