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如圖4-1-16所示,在豎直平面的xOy坐標(biāo)系中,Oy豎直向上,Ox水平.設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風(fēng)力.一小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出,初速度為v0=4 m/s,不計(jì)空氣阻力,到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示,(坐標(biāo)格為正方形,g=10 m/s2)求:
圖4-1-16
(1)小球在M點(diǎn)的速度v1;
(2)在圖中定性畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N;
(3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大。
(10分)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、場(chǎng)強(qiáng)方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一絕緣“⊂”形桿由兩段直桿和一半徑為R為半圓環(huán)組成,固定在紙面所在的豎直平面內(nèi).PQ、MN與水平面平行且足夠長(zhǎng),半圓環(huán)MAP在磁場(chǎng)邊界左側(cè),P、M點(diǎn)在磁場(chǎng)界線上,NMAP段是光滑的,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小環(huán)套在MN桿上,它所受到的電場(chǎng)力為重力的倍.現(xiàn)在M右側(cè)D點(diǎn)由靜止釋放小環(huán),小環(huán)剛好能到達(dá)P點(diǎn),求:
(1)D、M間的距離x0;
(2)上述過(guò)程中小環(huán)第一次通過(guò)與O等高的A點(diǎn)時(shí)彎桿對(duì)小環(huán)作用力的大小;
(3)若小環(huán)與PQ桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等).現(xiàn)將小環(huán)移至M點(diǎn)右側(cè)5R處由靜止開(kāi)始釋放,求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功.
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