如图所示,空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的电场,长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点.另一端系一质量m=0.5kg带电q=5×10-2C的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点。试求:
(1)绳子的最大张力;
(2)A、C两点的电势差;
(3)当小球运动至C点时,突然施加一恒力F作用在小球上,同时把挡板迅速水平向右移至某处,若小球仍能垂直打在档板上,所加恒力F的方向及取值范围。
一质量为m=2kg的小滑块,从半径R=1.25m的光滑圆弧轨道上的A点由静止滑下,圆弧轨道竖直固定,其末端B切线水平。a、b两轮半径r=0.4m,滑块与传送带间的动摩擦因数µ=0.1,传送带右端点C距水平地面的高度h=1.25m,E为C的竖直投影点。g取10m/s2,求:
(1)当传送带静止时,若滑块恰能在b轮最高点C离开传送带而不是沿b轮表面滑下,则BC两点间的距离是多少?
(2)当a、b两轮以某一角速度顺时针转动时,滑块从C点飞出落到地面D点,已知CD两点水平距离为3m。试求a、b两轮转动的角速度和滑块与传送带间产生的内能。
质量为2 kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等.从t = 0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示.取重力加速度g =" 10" m/s2,
(1)物体在F作用下什么时候开始运动?
(2)则物体在t = 0到t =" 6" s这段时间内的位移大小为多少?
用落体法验证机械能守恒定律的实验中,实验得到的纸带如下图所示;其中“o”为纸带上打出的第一个点,从实验室测得当地的重力加速度为9.8m/s2
①若要运用公式来验证机械能守恒,则对实验需要满足的条件的的具体操作要求是 ,
②若实验中所用重锤的质量m=1kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重锤的的速度vB= ,重锤的动能Ek= ,从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是 ,由此可得出的结论是 。(图中单位:cm,结果取三位有效数字)
③根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图中的 ,就证明机械能是守恒的,图像的斜率代表的物理量是 。
真空中有如图1装置,水平放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿竖直放置的金属板C、D的中间线,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计、重力不计) P进入A、B间被加速后,再进入金属板C、D间的偏转电场偏转,并恰能从D板下边缘射出。已知金属板A、B间电势差为UAB =" +" U0, C、D板长度均为L,间距为。在金属板C、D下方有如图1所示的、有上边界的、范围足够大的匀强磁场,该磁场上边界与金属板C、D下端重合,其磁感应强度随时间变化的图象如图2,图2中的B0为已知,但其变化周期T0未知,忽略偏转电场的边界效应。
(1)求金属板C、D间的电势差UCD;
(2)求粒子刚进入磁场时的速度;
(3)已知垂直纸面向里的磁场方向为正方向,该粒子在图2中时刻进入磁场,并在时刻的速度方向恰好水平,求该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t总。
如图所示,正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,其边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω,M、N分别为线框ad、bc边的中点.图示两个虚线区域内分别有竖直向下和向上的匀强磁场,磁感应强度均为B=1T,PQ为其分界线.线框从图示位置以速度v0=2m/s匀速向右滑动,当MN与PQ重合时,线框的速度v1=1m/s,此时立刻对线框施加一沿运动方向的水平拉力,使线框匀速运动直至完全进入右侧匀强磁场区域.求:
(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量;
(2)线框运动过程中最大加速度的大小;
(3)线框在图示位置起直至完全进入右侧匀强磁场区域运动过程中,线框中产生的焦耳热.