如图,一带电量为q,质量为m的粒子(重力不计)由静止开始经过加速电场加速,再贴近一平行板电容器上边缘A点进入电容器,电容器极板长为L,极板间距也为L,两板间的电压为U,进入时的速度和电容器中的场强方向垂直,粒子恰好经过电容器的中心点O求加速电场的电压U0;
质量为M=5×103 kg的汽车在t=0时刻的速度v0=10 m/s,随后以P=6×104 W的额定功率沿平直公路继续前进,经过x=1252 m达到最大速度,设汽车受到的恒定阻力大小为f=2.5×103 N,求汽车达到的最大速度以及达到最大速度所用的时间.
有一玩具汽车绝缘上表面固定一个带负电物块,它们的总质量m=0.5 kg,物块带电量q=-5.0×10-5c.现把玩具汽车放置在如图所示的水平直轨道A点,BC由光滑管道弯曲而成的半圆轨道,玩具汽车在光滑管道中能自由运动,整个轨道所处空间存在竖直向下的匀强电场,其电场强度大小E=6.0×104 N/c.玩具汽车在水平直轨道运动时阻力恒为Ff=0.5 N,通电后玩具汽车以恒定功率P=10 w行驶,通电1.0 s自动断电,断电后玩具汽车能以一定的速度从B点进入半圆轨道.已知AB间距L=4.0 m,g取10 m/s2(玩具汽车可看成质点,整个运动过程物块带电量不变).
①若半圆轨道半径R=0.4 m,玩具汽车进入管道中B点时对管道的压力多大?
②当半圆轨道半径R满足什么条件时,玩具汽车能再次回到A点?
如图所示,有一质量为m,带电荷量为+q的小球(可视为质点),自竖直向下、场强为E的匀强电场中的P点静止下落.在P点正下方距离h处有一弹性绝缘挡板S(挡板不影响匀强电场的分布),小球每次与挡板S相碰后电荷量均减少到碰前的k倍(k<1),而碰撞过程中小球的机械能不损失.
(1)设匀强电场中,挡板S处电势φs=0,则电场中P点的电势φp为多少?下落前小球在P点时的电势能EP为多少?
(2)小球从P点出发后到第一次速度变为零的过程中电场力对小球做了多少功?
(3)求在以后的运动过程中,小球距离挡板的最大距离l
如图,半径R=0.4 m的圆盘水平放置,绕竖直轴O匀速转动,在圆心O正上方h=0.8 m高处固定一水平轨道PQ,转轴和水平轨道交于点.一质量m=1 kg的小车(可视为质点),在F=4 N的水平恒力作用下,从左侧x0=2 m处由静止开始沿轨道向右运动,当小车运动到点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘半径OA与x轴重合.规定经过O点水平向右为x轴正方向.小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2.
(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到点的速度;
(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?
(3)为使小球能落到圆盘上,求水平拉力F作用的距离范围.
用下图所示的水平传送带AB和斜面BC将货物运送到斜面的顶端.传送带AB的长度L=11 m,上表面保持匀速向右运行,运行的速度v=12 m/s.传送带B端靠近倾角=37°的斜面底端,斜面底端与传送带的B端之间有一段长度可以不计的小圆弧.在A、C处各有一个机器人,A处机器人每隔Δt=1.0 s将一个质量m=10 kg的货物箱(可视为质点)轻放在传送带A端,货物箱经传送带和斜面后到达斜面顶端的C点时速度恰好为零,C点处机器人立刻将货物箱搬走.已知斜面BC的长度s=5.0 m,传送带与货物箱之间的动摩擦因数μ0=0.55,货物箱由传送带的右端到斜面底端的过程中速度大小损失原来的,g=10 m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)斜面与货物箱之间的动摩擦因数μ;
(2)如果C点处的机器人操作失误,未能将第一个到达C点的货物箱搬走而造成与第二个货物箱在斜面上相撞.求两个货物箱在斜面上相撞的位置到C点的距离.(本问结果可以用根式表示)
一质量为m=10 kg的物体静止在水平面上,物块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,现给物体施加如图所示的水平外力,物体在外力作用下开始运动.求:
(1)物体在2 s内的位移以及第2 s末的速度
(2)物体在4 s内的位移以及第4 s末的速度.(g取10 m/s2)
如图所示,在车厢中,一小球被a、b两根轻质细绳拴住,其中a绳与竖直方向成α角,绳b成水平状态,已知小球的质量为m,求:
(1)车厢静止时,细绳a和b所受到的拉力.
(2)当车厢以一定的加速运动时,a绳与竖直方向的夹角不变,而b绳受到的拉力变为零,求此时车厢的加速度的大小和方向.
如图所示,两平行光滑的导轨相距L=0.5 m,两导轨的上端通过一阻值为R=0.4 Ω的定值电阻连接,导轨平面与水平面夹角为=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,一长度恰等于导轨间距、质量为m=0.5 kg的金属棒,由图示位置静止释放,已知金属棒的电阻为r=0.1 Ω,导轨电阻不计,g=10 m/s2.求:
(1)求金属棒释放后,所能达到的最大速度vm;
(2)当金属棒速度达v=2 m/s时,其加速度的大小;
(3)若已知金属棒达最大速度时,下滑的距离为s=10 m,求金属棒下滑过程中,棒中产生的焦耳热.
如下图所示,电源电动势为12 V,内电阻为r=1 Ω,R1=1 Ω,R2=6 Ω,电动机线圈电阻为0.5 Ω,若开关闭合后通过电源的电流为3 A,则R1上消耗的电功率为多少?电动机消耗的电功率为多少?