如圖所示，空間有場(chǎng)強(qiáng)E=0.5N/C的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，長(zhǎng)l=0.3

3

m的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量m=0.01kg的不帶電小球A，拉起小球至繩水平后，無初速釋放．另一電荷量q=+0.1C、質(zhì)量與A相同的小球P，以速度v₀=3

3

m/s水平拋出，經(jīng)時(shí)間t=0.2s與小球A在D點(diǎn)迎面正碰并粘在一起成為小球C，碰后瞬間斷開輕繩，同時(shí)對(duì)小球C施加一恒力，此后小球C與D點(diǎn)下方一足夠大的平板相遇．不計(jì)空氣阻力，小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s²．
（1）求碰撞前瞬間小球P的速度．
（2）若小球C經(jīng)過路程s=0.09m到達(dá)平板，此時(shí)速度恰好為0，求所加的恒力．
（3）若施加恒力后，保持平板垂直于紙面且與水平面的夾角不變，在D點(diǎn)下方面任意改變平板位置，小球C均能與平板正碰，求出所有滿足條件的恒力．

如圖，光滑軌道固定在豎直平面內(nèi)，水平段緊貼地面，彎曲段的頂部切線水平、離地高為h；滑塊A靜止在水平軌道上，v₀=40m/s 的子彈水平射入滑塊A后一起沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，并從軌道頂部水平拋出．已知滑塊A的質(zhì)量是子彈的3倍，取g=10m/s²，不計(jì)空氣阻力．求：
（1）子彈射入滑塊后一起運(yùn)動(dòng)的速度；
（2）水平距離x與h關(guān)系的表達(dá)式；
（3）當(dāng)h多高時(shí)，x最大，并求出這個(gè)最大值．

高臺(tái)滑雪以其驚險(xiǎn)刺激而聞名，運(yùn)動(dòng)員在空中的飛躍姿勢(shì)具有很強(qiáng)的觀賞性．某滑雪軌道的完整結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化成如圖24所示的示意圖．其中AB段是助滑坡，傾角a=37°；BC段是水平起跳臺(tái)；CD段是著陸坡，傾角θ=30°；DE段是水平的停止區(qū)，AB段與BC段圓滑相連．軌道各部分與滑雪板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.03，圖中軌道最高點(diǎn)A處的起滑臺(tái)距起跳臺(tái)BC的豎直高度h=47m，水平起跳臺(tái)BC長(zhǎng)s=4.0m．運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的質(zhì)量m=60kg，滑雪運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止開始起滑，通過起跳臺(tái)從C點(diǎn)水平飛出，運(yùn)動(dòng)員在著陸坡CD上的著陸．設(shè)運(yùn)動(dòng)員在起跳前不使用雪杖助滑，無初速滑下，忽略空氣阻力的影響，重力加速度g取10m/s²（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求
（1）運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)起跳時(shí)的速度大小
（2）運(yùn)動(dòng)員在著陸坡CD上的著陸位置與C點(diǎn)的距離．

如圖所示，四分之三周長(zhǎng)的細(xì)圓管的半徑R=0.4m，管口B和圓心O在同一水平面上，D是圓管的最高點(diǎn)，其中半圓周BE段存在摩擦，BC和CE段動(dòng)摩擦因數(shù)相同，ED段光滑；質(zhì)量m=0.5kg、直徑稍小于圓管內(nèi)徑的小球從距B正上方高H=2.5m的A處自由下落，從B處進(jìn)入圓管繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到圓管的最高點(diǎn)D飛出，恰能再次飛到B處．重力加速度g=10m/s²．求：
（1）小球飛離D點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）小球在D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小和方向；
（3）小球從B點(diǎn)到D點(diǎn)過程中克服摩擦所做的功．

如圖所示，質(zhì)量為m=5kg的擺球從圖中A位置由靜止開始擺下，當(dāng)小球擺至豎直位置到達(dá)B點(diǎn)時(shí)繩子恰好被拉斷．已知擺線長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.6m，OA與OB的夾角為60°，懸點(diǎn)O與地面間的距離h_OC=4m，若不計(jì)空氣阻力及一切能量損耗，g=10m/s²，求：
（1）小球擺到B點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）小球落地點(diǎn)D到C點(diǎn)之間的距離；
（3）若選用不同長(zhǎng)度的繩子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仍然保證OA與OB的夾角為60°，且繩子在處于豎直方向時(shí)拉斷，為了使小球的落點(diǎn)D與C之間的距離最遠(yuǎn)，請(qǐng)通過計(jì)算求繩子的長(zhǎng)度和CD間最遠(yuǎn)距離．

如圖，離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U₀的加速電場(chǎng)加速后勻速通過準(zhǔn)直管，垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后通過極板HM上的小孔S離開電場(chǎng)，經(jīng)過一段勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．已知HO=d，HS=2d，∠MNQ=90°．（忽略粒子所受重力）
（1）求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E₀的大小以及HM與MN的夾角φ；
（2）求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
（3）若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S₁處，質(zhì)量為16m的離子打在S₂處．求S₁和S₂之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍．

節(jié)水噴灌系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)很多地區(qū)使用．某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，噴口距離地面的高度h=1.8m，能沿水平方向旋轉(zhuǎn)，水可沿水平方向噴出，噴水的最大速率v₀=15m/s，每秒噴出水的質(zhì)量m₀=4.0kg．所用的水是從井下抽取的，井中水面離地面的高度H=1.95m，并一直保持不變．水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)電樞線圈電阻r=5.0Ω．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入電壓U=220V，輸入電流I=4.0A．不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的最大輸入功率．水泵的輸出功率與輸入功率之比稱為水泵的抽水效率．（計(jì)算時(shí)π可取3，球體表面積公式s=4πr²）
（1）求這個(gè)噴灌系統(tǒng)所能噴灌的最大面積s；
（2）假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作，求水泵的抽水效率η；
（3）假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作，在某地區(qū)需要用蓄電池將太陽能電池產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)起來供該系統(tǒng)使用，根據(jù)以下數(shù)據(jù)求所需太陽能電池板的最小面積s_min．
已知：太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗，太陽輻射的總功率P0=4×1026W，太陽到地球的距離R=1.5×10¹¹m，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%，蓄電池釋放電能的效率約為90%．

如圖所示，豎直平面內(nèi)的一半徑R=0.50m的光滑圓弧槽BCD，B點(diǎn)與圓心O等高，一水平面與圓弧槽相接于D點(diǎn)．質(zhì)量m=0.10kg的小球從B點(diǎn)正上方H=0.95m高處的A點(diǎn)自由下落，由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧槽軌道，從D點(diǎn)飛出后落在水平面上的Q點(diǎn)，DQ間的距離s=2.4m，球從D點(diǎn)飛出后的運(yùn)動(dòng)過程中相對(duì)水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s²，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)它的支持力大小N；
（2）小球經(jīng)過最高點(diǎn)P的速度大小v_P；
（3）D點(diǎn)與圓心O的高度差h_OD．

如圖所示，在平面坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L(zhǎng)的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)圓心在M（L，0）點(diǎn)，磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面向外．一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q（-2L，-L）點(diǎn)以速度v₀沿x軸正方向射出，恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)，從P（2L，0）點(diǎn)射出磁場(chǎng)．不計(jì)粒子重力，求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比．
（2）粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比．