如图所示,离子发生器发射一束质量为m,电荷量为+q的离子,从静止经PQ两板间的加速电压加速后,以初速度v0再从a点沿ab方向进入一匀强电场区域,abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界,已知正方形的边长为L,匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d。(1)求加速电压U0;(2)若离子恰从c点飞离电场,求ac两点间的电势差Uac;(3)若离子从边界上某点飞出时的动能为mv02,试判断离子从哪条边界飞出,并求此时匀强电场的场强大小E。
如图所示,现在有一个小物块,质量为m=80g,带上正电荷q=210-4C。与水平的轨道之间的滑动摩擦系数m =0.2,在一个水平向左的匀强电场中,E=103V/m,在水平轨道的末端N处,连接一个光滑的半圆形轨道,半径为R=40cm,取g =10m/s2,求: (1)小物块恰好运动到轨道的最高点,那么小物块应该从水平哪个位置释放? (2)如果在上小题的位置释放小物块,当它运动到P(轨道中点)点时对轨道的压力等于多少?
一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个1/4光滑圆弧轨道AB的底端等高对接,如图所示。已知小车质量M=2kg,小车足够长,圆弧轨道半径R=0.8m。现将一质量m=0.5kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。求: (1)滑块到达B端时,速度为多少?对轨道的压力多大? (2)经多长的时间物块与小车相对静止? (3)小车运动2s时,小车右端距轨道B端的距离。
如图所示,一根长为L=5m的轻绳一端固定在 O′点,另一端系一质量m=1kg的小球(小球可视为质点)。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放,小球运动到最低点O时,轻绳刚好被拉断。O点下方有一以O点为圆心,半径的圆弧状的曲面,已知重力加速度为 g=10m/s2,求: (1)轻绳所能承受的最大拉力Fm的大小; (2)小球从O点运动到曲面的时间t; (3)小球落至曲面上的动能Ek。
宇航员在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经时间t,小球落到星球表面,测出抛出点与落地点之间距离为L。若抛出时的初速增大到原来的2倍,则抛出点到落地点间的距离为L。已知两落地点在同一水平面上,该星球的质量M,万有引力常数为G,求: (1)该星球的半径R。 (2)该星球上的第一宇宙速度。
(10分)如图所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,且μ<tanθ,求力F的取值范围。