滑沙运动起源于非洲,是一种独特的体育游乐项目,现在我国许多地方相继建立了滑沙场,滑沙已成为我国很受欢迎的旅游项目。如图所示,运动员从A点沿斜坡由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。若运动员与滑沙板的总质量为60kg,滑沙板与沙子间的动摩擦因数m恒为0.5,坡面AB的长度为100m,坡面的倾角a=370(sin370=0.6,cos370=0.8)。求:(1)运动员在坡底B处的速度大小;(2)运动员在水平沙道上还能滑行的时间。
如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD的光滑,内圆A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑。一质量m=0.1kg的小球从轨道的最低点A,以初速度v0向右运动,球的尺寸略小于两圆间距,球运动的半径R=0.2m,取g=10m/s2。(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少? (2)若v0=3m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力N=1N,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少?(3)若v0=3m/s,经过足够长的时间后,小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少?(本题12分。第一小题3分。第2小题3分,第3小题6分)
如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以υ0=0.5m/s的初速度从板间的正中央水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm,液滴刚好从金属板末端飞出,求:(1)将下板向上提起后,液滴的加速度大小;(2)液滴从射入电场开始计时,匀速运动到P点所用时间为多少? (g取10m/s2)(本题10分,每小题5分)
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2,已知sin37°=0.60,cos 37°=0.80,求: (1)通过导体棒的电流;(2)导体棒受到的安培力大小;(3)导体棒受到的摩擦力.(本题12分,每小题4分)
坐标原点O处有一点状的放射源,它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小都是v0,在的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为,其中q与m分别为α粒子的电量和质量;在的区域内分布有垂直于xoy平面向里的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑α粒子的重力)(1)求α粒子刚进入磁场时的动能;(2)求磁感应强度B的大小;(3)将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上? 并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度.
摩擦滑动,在螺线管内有图示方向磁场B1,若均匀增加,而ab所在处为匀强磁场B2=2T,螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1m2.导体棒ab质量m=0.02kg,长L=0.1m,整个电路总电阻R=5Ω,试求(g取10m/s2):(1)ab下落时的最大加速度.(2)ab下落时能达到的最大速度.