如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场左、右两边界之间的距离L,磁场磁感应强度的大小为B.某种质量为m,电荷量q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为30º。重力的影响忽略不计。 (1)求该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径; (2)求该粒子的运动速率; (3)求该粒子在磁场中运动的时间;
质量为103kg的小汽车驶过一座半径为50m的圆形拱桥,到达桥顶时的速度为5m/s。求:(1)汽车在桥顶时对桥的压力;(2)如果要求汽车到达桥顶时对桥的压力为零,且车不脱离桥面,到达桥顶时的速度应是多大?
如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B的距离为d,它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN,现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压,电压的正向值为U0,反向电压值为,且每隔T/2变向1次。现将质量为m的带正电,且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入,设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响,试问:(1)定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况。(2)在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中?(3)要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)
如图所示,ABC为固定在竖直平面内的轨道,AB段为光滑圆弧,对应的圆心角q=37°,OA竖直,半径r=2.5m,BC为足够长的平直倾斜轨道,倾角q=37°。已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数m=0.25。各段轨道均平滑连接,轨道所在区域有E=4´103N/C、方向竖直向下的匀强电场。质量m=5´10-2kg、电荷量q=+1´10-4C的小物体(视为质点)被一个压紧的弹簧发射后,沿AB圆弧轨道向左上滑,在B点以速度v0=3m/s冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(设弹簧每次均为弹性形变。)则: (1)求弹簧初始的弹性势能; (2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求小物块从A到P的电势能变化量; (3)描述小物体最终的运动情况。
在天津市科技馆中,有一个模拟万有引力的装置。在如上图所示的类似锥形漏斗固定的容器中,有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动,其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图,图3为其模拟的太阳系运行图。图1中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。则:(1)在图3中,设行星A1和B1离太阳距离分别为r1和r2,求A1和B1运行速度大小之比。(2)在图2中,若质量为m的A球速度大小为v,在距离中心轴为x1的轨道面上旋转,由于受到微小的摩擦阻力,A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x2的轨道面时,两轨道面之间的高度差为H。请估算此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。
2013年8月,“和平使命-2013”中俄联合反恐军事演习在俄罗斯举行。假设一质量为m的飞机在演习结束后返回驻地时,在平直跑道上经历了两个匀减速直线运动,飞机以速度v0着陆后立即打开减速阻力伞,加速度大小为a1,运行时间t1后,关闭阻力伞,继续做匀减速直线运动直至停止,飞机在平直跑道上减速滑行的总距离为x,求第二个减速阶段飞机运动的加速度大小和时间.