如图甲所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板,极板长L =0.2 m,两板间距d=0.1m,在M、N间加上如图乙所示的电压,一个带电粒子的电量q =+1.0×10-6C、质量m=1.0×10-8kg,粒子重力不计,求:
(1)0~1×10-3s电容器内部场强的大小和方向;
(2)若在t=0的时刻,将上述带电粒子从紧靠M板中心处无初速释放,求粒子从M板运动到N板所经历的时间t;
(3)若在t=0的时刻,上述带电粒子从靠近M板的左边缘处以初速度v0水平射入两极板间,且粒子沿水平方向离开电场,求初速度v0的大小。
如图所示,一水平传送带始终保持着大小为v=4m/s的速度做匀速运动。在传送带右侧有一半圆弧形的竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径为R=0.2m,半圆弧形轨道最低点与传送带右端B衔接并相切,一小物块无初速地放到皮带左端A处,经传送带和竖直圆弧轨道至最高点C。已知当A、B之间距离为s=1m时,物块至最高点对轨道的压力为零,(g=10m/s2)则:
(1)物块至最高点C的速度为多少?
(2)物块与皮带间的动摩擦因数为多少?
(3)若只改变传送带的长度,使滑块滑至圆弧轨道的最高点C时对轨道的压力最大,传送带的长度应满足什么条件?
一质量为m的小球以速度水平抛出,经时间t落地,(不计空气阻力,重力加速度为g)求:
(1)此过程重力做的功;
(2)此过程中重力做功的平均功率;
(3)小球落地时重力做功的瞬时功率。
如图所示,在光滑的水平面上,一质量为m=5kg的滑块在细线的作用下,绕竖直轴以线速度v=0.4m/s做圆周运动,滑块离竖直轴的距离r=0.2m,(g=10m/s2)求:
(1)滑块运动的角速度大小;
(2)滑块受到细线拉力的大小。
一同学要探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:
如图,在一个水平固定的粗糙杆上套有一小球,小球与杆之间的摩擦力大小恒为f,小球和固定端之间有一轻质弹簧,弹簧左端固定,右端和小球不固连,现用力推动小球使弹簧压缩一段距离x后,再由静止释放小球,小球向右运动距离s后停止(此时小球已离开弹簧),设水平杆足够长,多次重复以上步骤,记录s和相应的x数据如下:
弹簧压缩量 (x/cm) |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
6.00 |
7.00 |
小球滑行的距离(s/cm) |
4.50 |
7.99 |
12.50 |
18.01 |
24.50 |
(1)写出弹簧的弹性势能Ep与小球滑行距离s的关系式 ;
(2)由表中数据,可得s与x的关系是 ;
(3)由(1)、(2)的结论得到弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系是 。
四、计算题:本题共4小题,其中第17题6分,第18题8分,第19、20题各12分,共38分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:实验中用打点计时器打出的纸带如图所示,其中,A为打下的第1个点,B、C、D、E为距A较远的连续选取的四个点(其他点未标出)。用刻度尺量出B、C、D、E、到A的距离分别为s1=62.99cm,s2=70.18cm,s3=77.76cm,s4=85.73cm重锤的质量为m= 1.00kg;电源的频率为f=50Hz;实验地点的重力加速度为g=9.80m/s2。为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒。则应计算出:(结果保留三位有效数字)
(1)打下D点时重锤的速度vD =____ m/s;
(2)重锤重力势能的减少量ΔEp= J;
(3)重锤动能的增加量ΔEk= J。
(4)根据纸带提供的数据,重锤从静止开始到打出D点的过程中,得到的结论是 。