如图所示,在足够长的绝缘板MN上方距离为d的O点处,水平向左发射一个速率为v0,质量为、电荷为的带正电的粒子(不考虑粒子重力)。(1)若在绝缘板上方加一电场强度大小为、方向竖直向下的匀强电场,求带电粒子打到板上距P点的水平距离(已知);(2)若在绝缘板的上方只加一方向垂直纸面,磁感应强度的匀强磁场,求:①带电粒子在磁场中运动半径; ②若O点为粒子发射源,能够在纸面内向各个方向发射带电粒子(不考虑粒子间的相互作用),求发射出的粒子打到板上的最短时间。
如图所示,在水平绝缘轨道的末端N处,平滑连接一个半径为R的光滑绝缘的半圆形轨道,整个空间存在一个场强大小,方向水平向左的匀强电场,并在半圆轨道区域内还存在一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度。现在有一个带正电的小物块(可看作质点),质量为m,电量为,从距N点的地方静止释放。已知物块与水平轨道之间的动摩擦因数,重力加速度取g,求:(1)小物块运动到轨道的最高点P时,小物块对轨道的压力;(2)小物块从P点离开半圆轨道后,又落在水平轨道距N点多远的地方。
“嫦娥三号”在距月球表面高度为H的轨道上绕月球作匀速圆周运动,测得此时的周期为。之后经减速变轨下降到距离月表面h高度时,着陆器悬停在空中(此位置速度可视为0),关闭反推发动机,着陆器以自由落体方式降落,在月球表面预选区将腿部支架扎进月球土层,成功实现软着陆。已知月球的半径为R,引力常为G.试求:(1)月球的质量; (2)“嫦娥三号”关闭发动机后自由下落的时间。
如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37O、足够长的光滑、绝缘斜面上,斜面固定。A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上。物块的质量分别为mA=0.8kg、mB=0.4kg。其中A不带电,B、C的带电量分别为qB=+4×10-5C、qC=+2×10-5C,且保持不变。开始时三个物块均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A、B一起在斜面上做加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动。经过一段时间物体A、B分离。(如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为。已知sin37O=0.6,cos37O=0.8,g=10m/s2,静电力常量)求:(1)未施加力F时物块B、C间的距离;(2)A、B分离前A上滑的距离;(3)A、B分离前力F所做的功。
风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力。如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系.质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动,在0-2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的风力作用;小球运动2.0s后风力变为F2(大小求知),方向为y轴负方向,又经过2.0s小球回到x轴。求(1)2.0s末小球在y方向的速度;(2)风力F2作用多长时间后,小球的速度变为与初速度相同;(3)小球回到x轴上时的动能。
如图,光滑水平面上存在水平向右、场强为E的匀强电场,电场区域宽度为L。质量为m、带电量为+q的物体A从电场左边界由静止开始运动,离开电场后与质量为2m的物体B碰撞并粘在一起,碰撞时间极短。B的右侧拴接一处于原长的轻弹簧,弹簧右端固定在竖直墙壁上(A、B均可视为质点)。求(1)物体A在电场中运动时的加速度大小;(2)物体A与B碰撞过程中损失的机械能;(3)弹簧的最大弹性势能。