如图所示,离地面足够高处有一竖直的空管,管长为24m,M、N为空管的上、下两端,空管受到外力作用,由静止开始竖直向下做匀加速运动,加速度为2m/s2.同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛,小球只受重力,取g=10m/s2.求:(1)若小球上抛的初速度为10m/s,经过多长时间从管的N端穿处?(2)若此空管的N端距离地面64m高,欲使在空管到达地面时小球必须落到管内,在其他条件不变的前提下,求小球的初速度大小的范围?
如图甲所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、荷质比的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过×10—5s时间以后电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场方向与纸面垂直,磁感应强度B按图乙所示规律周期性变化(图乙中磁场以垂直纸面向外为正.以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).不考虑磁场变化产生的电场. 求:⑴.匀强电场的电场强度E; ⑵.×10-5s时刻电荷与O点的水平距离; ⑶.如果在O点正右方d= 68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板的时间.
如图(a)所示,左侧为某课外活动小组设计的某种速度选择装置(图(b)为它的立体图),由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,两盘面间存在竖直向上的匀强电场,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角可调;右侧为长为d的水平桌面,水平桌面的右端有一质量为m绝缘小球B,用长也为d的不可伸长的细线悬挂,B对水平桌面压力刚好为零。今有电荷量为q,质量也为m的另一带电小球A沿水平方向射入N1狭缝,匀速通过两盘间后通过N2的狭缝,并沿水平桌面运动到右端与小球B发生碰撞,设A与B碰撞时速度发生交换。已知小球A与水平桌面间动摩擦因数为μ, 求:⑴.小球A带何种电及两盘面间的电场强度E的大小; ⑵.如果只要求小球A能与小球B相撞,那么当小球A从N2中穿出时它的速度应满足什么条件; ⑶.若两狭缝夹角调为θ,盘匀速转动,转动方向如图(b),要使小球A与小球B碰撞后,B恰好做完整的圆周运动,求薄盘转动的角速度ω。
如图所示,倾角θ=300、长L=4.5m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧轨道平 滑连接,圆弧轨道底端切线水平.一质量为m=1kg的物块(可视为质点)从斜面最高点A由静止开始沿斜面下滑,经过斜面底端B后恰好能到达圆弧轨道最高点C,又从圆弧轨道滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧轨道上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点.已知物块与斜面间的动摩擦因数为,g=10m/s2,假设物块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处速率不变.求: ⑴.物块经多长时间第一次到B点; ⑵.物块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力; ⑶.物块在斜面上滑行的总路程.
(8分)如图所示,固定的竖直圆筒由上段细筒和下段粗筒组成,粗筒横截面积是细筒的4倍,细筒足够长,粗筒中A、B两轻质光滑活塞间封有空气,活塞A上方有水银。用外力向上托住活塞B,使之处于静止状态,活塞A上方的水银面与粗筒上端相平,水银深H=10cm,气柱长L=20cm,大气压强p0=75cmHg。现使活塞B缓慢上移,直到水银的一半被推入细筒中。 求①筒内气体的压强; ②筒内气柱长度。
(20 分)如图甲所示,偏转电场的两个平行极板水平放置,板长L=0.08m,板间距足够大,两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场。一个比荷为的带负电粒子以速度v0=8×105m/s从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场,若从该粒子进入偏转电场时开始计时,板间场强恰好按图乙所示的规律变化,粒子离开偏转电场后进入匀强磁场并最终垂直磁场右边界射出。不计粒子重力, 求:(1)粒子在磁场中运动的速率v; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径R和磁场的磁感应强度B; (3)粒子从进入偏转电场到离开磁场所用的时间。