(13分)如图所示的装置,U1是加速电压,紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板,板长为L,两板间距离为d。一个质量为m,带电量为-q的质点,经加速电场加速后沿两金属板中心线以速度v0水平射入两板中。若在两水平金属板间加一电压U2,当上板为正时,带电质点恰能沿两板中心线射出;当下板为正时,带电质点则射到下板上距板的左端L/4处.为使带电质点经U1加速后,沿中心线射入两金属板,并能够从两金属板之间射出,求两水平金属板间所加电压应满足什么条件,确定电压值的范围。
(9分)半径R=0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内,如图所示,轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处,另一端系一个质量m = 0.20kg的小球,小球套在圆环上,已知弹簧的原长Lo = 0.50m,劲度系数K = 4.8N/m,将小球从图示位置的B点由静止释放,小球将沿圆环滑动并通过最低点C,在C点时弹簧的弹性势能,g取10m/s2。求:
(1)小球经过C点时的速度的大小VC;
(2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向。
(10分)两块竖直的足够长的平行板间有一匀强电场,在电场中用绝缘丝线悬一质量为0.01kg的带电小球,平衡时丝线与竖直方向成37°角,如图所示,此时小球离负板0.15m.求:
(1)若球在平衡位置时将丝线剪断,小球将做何种运动?何时碰板?
(2)若把小球提起,使丝线水平,然后释放小球,问小球经过最低点时绳的拉力多大?
在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g =9.80m/s2.测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹请晰的纸带,如图所示.把重物开始运动打下的第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.则重物连在 端(填O或D),根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于__________J,动能的增加量等于_________J。 (取3位有效数字)
具有某一速率v0的子弹(不计重力)恰好能垂直穿过三块叠放在一起的完全相同的固定木板,如果木板对子弹的阻力相同,则该子弹在射穿第一块木板时的速率为 。
一个带负电的质点,电量q=-2.0×10-9 C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力外,其他力作的功为6.0×10-5 J,质点的动能增加了9.0×10-5 J,则a、b两点间的电势差Φa-Φb为 V。