(8分)某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况,图所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点(后面计数点未画出),相邻计数点间有4个点迹未画出。
(1)为研究小车的运动,此同学用剪刀沿虚线方向把纸带上OB、BD、DF……等各段纸带剪下,将剪下的纸带一端对齐,按顺序贴好,如图12所示。为什么B、D、F、H、J、L点在一条直线上,就说明小车做匀变速直线运动?
(2)在图中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.31cm、x4=8.94cm、x5=9.57cm、x6=10.20cm,则打下点迹F时,小车运动的速度大小是_______m/s。(打点计时器每隔0.02s打出一个点,本小题计算结果保留两位有效数字)
某学习小组的同学,为测定当地的重力加速度大小,利用如图所示装置进行实验,实验步骤如下:
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t。
②用刻度尺测量A1与A2之间的距离x。
③用刻度尺测量A1相对于A2的高度h。
④改变斜面的倾角,保持A1与A2之间的距离不变,多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、t。
⑤以h为纵坐标,1/t2为横坐标,根据实验数据作图象。
在忽略小车所受阻力的情况下,根据图象的斜率k就可以近似计算出当地重力加速度的大小。请你写出当地重力加速度大小与斜率k的关系式g= 。(用实验测得量的字母表示)
一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如9甲所示,曲线上A点的曲率圆定义为:在曲线上某一点A和邻近的另外两点分别做一圆,当邻近的另外两点无限接近A点时,此圆的极限位置叫做曲线A点处的曲率圆,其曲率圆半径R叫做A点的曲率半径。现将一直两为m的物体沿与水平面成θ角的方向以某一速度抛出,如图乙所示。不计空气阻力,在其轨迹最高点P处的曲率半径为r,则( )
A.物体抛出时,速度大小是
B.物体抛出时,速度大小是
C.抛出物体时,至少需要对物体做功
D.抛出物体时,对物体施加的冲量最小值是
如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是( )
A.在下滑过程中,物块的机械能守恒
B.物块与弹簧碰撞后,弹簧的最大弹性势能为mgh
C.物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处
D.物块对弧形槽底端的压力大小为mg+mv2/h
(9分) 如图所示,半径为r=0.2 m的圆柱体绕水平轴OO’以w=9 rad / s的角速度匀速转动,把质量m=1 Kg的物体A放在圆柱体上方,光滑竖直挡板(图中未画出)使它不能随圆柱体转动,在水平力F作用下以v=2.4 m / s的速度向右匀速滑动,若物体A与圆柱体间的摩擦系数为m=0.25,试求F的大小。
(15分)真空中有一半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,Ox为过边界上O点的切线,如图所示,从O点在纸面内向各个方向发射速率均为v0的电子,设电子间相互作用忽略,且电子在磁场中偏转半径也为r.已知电子的电量为e,质量为m.
(1)圆柱形区域匀强磁场的磁感应强度大小为多少?
(2)速度方向与Ox方向夹角成90°的电子,在磁场中的运动时间为多少?
(3)在x轴上有一点p,距O点的距离为3r,要使从O点发射的速率均为v0的电子,从磁场边界出来后都能够汇聚到p点,请在图中虚线MN右侧添加一个匀强磁场,并说明磁感应强度大小和方向及分布情况。