(2)如果S与圆屏间有范围足够大的磁感强度为B=0.5T的匀强磁场,方向垂直屏向右.S发射的离子中,有些不论S与屏距离如何,总能打到屏上.求这些离子的速度方向与OO′夹角的取值范围.
19.(14分)S为一离子源,它能机会均等地向MN右方空间各方向持续地大量发射相同的正离子.离子质量为m=1×10-15kg,电量为q=2×10-8C ,速度为v0=4×105m/s.在S右侧有一半径为R=4×10-2m的圆屏,OO′是过其圆心且垂直圆面的中心轴线.试对下面两种分别加入电场或磁场的情形求解(不考虑离子的重力和离子之间的碰撞效应):
(1)如果S与圆屏间有范围足够大的电场强度为E=5×106V/m的匀强电场,方向垂直屏向右.S发射的所有离子,都能打到屏上.求S与屏的最大距离.
(3)若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2m处速度变为零,试估算水对陈若琳的作用力的大小。(结果保留2位有效数字)
18.(14分)跳水是一项优美的水上运动,图甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿。其中陈若琳的体重约为30 kg,身高约为1.40m,她站在离水面10m高的跳台上,重心离跳台面的高度约为0.80m,竖直向上跃起后重心升高0.45m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,如图乙所示,这时陈若琳的重心离水面约为0.80m。设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变。空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)陈若琳起跳过程中所做的功
(2)陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间;(结果保留2位有效数字)
17.(12分)如图所示,将两个质量均为m的小球用两根长l的绝缘细线相连悬挂于O点,a球带正电,带电量为q,b球不带电.(设重力加速度为g,小球可视为质点)
(1)若在纸面内加一个水平向右的匀强电场,使悬线Oa向右偏离竖直方向30°角,且整个装置处于平衡状态.求匀强电场的场强大小.
(2)若让b球带负电,带电量也为q,细线仍然是拉直状态.加上(1)问中的电场后,整个装置从图示位置到达新的平衡位置的过程中,系统的电势能是增加还是减少?变化多大?
(2)若A行星有一颗距离其表面为h做圆周运动的卫星,求该卫星的线速度大小.(忽略恒星对卫星的影响)
16.(12分)如图所示为宇宙中一恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星O 的运行轨道近似为圆.已知引力常量为G ,天文学家观测得到A 行星的运行轨道半径为R0,周期为T0.A行星的半径为r0,其表面的重力加速度为g,不考虑行星的自转.
(1)中央恒星O 的质量是多大?