如图所示,在粗糙水平面内存在着2n个有理想边界的匀强电场区,物体与水平面间动摩擦因数为μ,水平向右的电场和竖直向上的电场相互间隔,电场宽度均为d。一个质量为2m、带正电的电荷量为q的物体(看作质点),从第一个向右的电场区域的边缘由静止进入电场,则物体从开始运动到离开第2n个电场区域的过程中,重力加速度为g。求:
(1)若每个电场区域场强大小均为,整个过程中电场力对物体所做总功?
(2)若每个电场区域场强大小均为,求物体在水平向右电场区域中运动所需总时间?
(3)若物体与水平面间动摩擦因数为,第一电场区域场强的大小为E1,且,之后每个电场区域场强大小均匀增大,且满足E2-E1=E3-E2 =····=E2n-E2n-1。若物体恰好在第10个电场中做匀速直线运动,物体在第10个电场中运动速度?
如图所示,平行放置的金属板A、B间电压为U0,中心各有一个小孔P、Q,平行放置的金属板C、D板长和板间距均为L,足够长的粒子接收屏M与D板夹角为。现从P点处有质量为 m、带电量为+q的粒子放出(粒子的初速度可忽略不计)。经加速后从Q点射出,贴着C板并平行C板射入C、D电场(平行金属板外电场忽略不计,重力不计,,)
(1)粒子经加速后从Q点射出速度大小v
(2)若在进入C、D间电场后好恰从D板边缘飞出,则C、D间电压U1为多少?
(3)调节C、D间电压(大小)使进入电场的粒子,不能打在粒子接收屏M上,则C、D间电压U2的取值范围?
如图所示,半径R=1m的光滑半圆轨道AC与高h=8R的粗糙斜面轨道BD放在同一竖直平面内,BD部分水平长度为x=6R.两轨道之间由一条光滑水平轨道相连,水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡。在水平轨道上,轻质弹簧被a、b两小球挤压(不连接),处于静止状态。同时释放两个小球,a球恰好能通过半圆轨道最高点A,b球恰好能到达斜面轨道最高点B。已知a球质量为m1=2kg,b球质量为m2=1kg,小球与斜面间动摩擦因素为,重力力加速度为g=10m/s2。(,)求:
(1)a球经过C点时对轨道的作用力;
(2)释放小球前弹簧的弹性势能Ep.
如图所示,把A、B两个完全相同的小球分别用长度均为l=0.10 m的绝缘细线连接,悬挂于O点,使小球带上等量正电荷。A、B小球平衡时距离为d=0.12 m。已测得每个小球质量是1.2×10-3kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g=10m/s2,静电力常量K=9.0×109 N·m2/C2.求:
(1)A球所受的静电力?
(2)B球所带的电荷量?
“套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图,某同学站在起始线后以初速度v1=8m/s抛出铁丝圈,铁丝圈抛出时在起始线正上方,套中地面上距离起始线后x1=4m处目标。忽略空气阻力,则:
(1)铁丝圈在空中运动时间t;
(2)若抛出铁丝圈时圈距离地面不变,需套中距离起始线x2=6m处目标。抛出铁丝圈时速度的大小v2.
小明利用如图装置用于验证机械能守恒定律。将电磁铁固定在铁架台上,一块长度为d的小铁片受到电磁铁的吸引静止于A点,将光电门固定在A的正下方B处。调整光电门位置,可改变小铁片下落高度h。记录小铁片每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较小铁片在释放点A和点B之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒。
取作为小铁片经过光电门时速度。d为小铁片长度,t为小铁片经过光电门的挡光时间,可由计时器测出。
(1)用计算小铁片动能变化的大小,用刻度尺测量小铁片长度d,示数如题图所示,其读数为________cm.某次测量中,计时器的示数为0.0150 s,则小铁片通过光电门时速度为v1=_________m/s.
(2)v1相比小铁片中心通过光电门时速度v2 ___(选填偏大,偏小)
(3)整理实验数据时发现的ΔEp与ΔEk不完全相等。小明分析原因如下:
①空气阻力;
②小铁片通过光电门时中间时刻和中间位置速度不相等;
③长度d值的测量;以上原因属于系统误差的是 (选填序号)。