在电场强度为E的匀强电场中,有一条与电场线平行的几何线(如图甲中虚线所示),几何线上有两个静止的小球A和B(均可视为质点),两小球的质量均为m,A球带正电,电荷量为q(电荷量很小,对原电场的影响可忽略);B球不带电,开始时两球相距为L.某时刻释放A球,A球在电场力的作用下开始沿直线运动,并与B球发生正对碰撞.设碰撞中A、B两球的总动能无损失,且A、B两球间无电荷转移,不考虑重力及两球间的万有引力,不计碰撞时间:求:
(1)从释放开始,A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞?
(2)第一次碰撞后又经多长时间A球与B球发生第二次碰撞?
(3)在图乙给出的坐标系中,画出A球运动的v-t图象(从A球开始运动起到A、B两球第三次碰撞时止).
北京时间2009年3月1日下午15时36分,在距月球表面100 km的圆轨道上运行的质量为1.2×103 kg(连同燃料)的“嫦娥一号”卫星,在北京航天飞行控制中心科技人员的控制下发动机点火,在极短的时间内以4.92 km/s的速度(相对月球表面)向前喷出质量为50 kg的气体后,卫星减速,只在月球引力的作用下下落,最后成功撞击到月球东经52.36度、南纬1.50度的预定的丰富海区域,实现了预期目标,为中国探月一期工程画上一个圆满的句号.已知月球的半径R=1.7×103 km,月球表面的重力加速度g′=1.8 m/s2,
求:(1)“嫦娥一号”在圆轨道上的运行速度;
(2)若忽略卫星下落过程中重力加速度的变化,求“嫦娥一号”撞击到月球表面时的速度.
如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行金属导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B0.导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关K,导轨电阻不计,两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为ma=0.02 kg和mb=0.01 kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动.若将b棒固定,断开开关K,将一竖直向上的恒力作用于a,稳定时a棒以v=10 m/s的速度向上匀速运动,此时再释放b棒,b棒恰能保持静止,取g=10 m/s2,求:
(1)若将a棒固定,开关K闭合,让b棒从静止开始自由下滑,求b棒滑行的最大速度;
(2)若将a、b棒都固定,断开开关K,使匀强磁场的磁感应强度在0.1 s内从B0随时间均匀增大到2B0时,a棒所受到的安培力恰好等于它的重力,求两棒间的距离.
电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d有平行边界的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.(已知电子的质量为m,电荷量为e)、
如图所示,质量为m=10 kg的物体在F=200 N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37°.力F作用t1=2 s时撤去,物体在斜面上继续上滑了t2=1.25 s后,速度减为零.求物体与斜面间的动摩擦因数.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)
“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质.如图所示,测定时,在平直的起点终点线与折返线间的跑道上,受试者站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时.受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的木箱,再转身跑向起点终点线.当到达起点终点线时,测试员停表.所用时间即为一次“10米折返跑”的成绩.设受试者匀加速起跑的加速度为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,到达折返线时需减速到零,匀减速过程中的加速度为8 m/s2,返回的10 m与前10 m运动情况相同.求该受试者一次“10米折返跑”的成绩.
