(3)由A到C,根据机械能守恒定律 1/2 mv_0^2+mg(l-lcos53°-h)=1/2 mv^2 2分
F-mg=m v^2/l 1分
解得 F=mg+(mv_0^2+2mg(l-lcos53°-h))/l=900N 2分
根据牛顿第三定律,绳受到的拉力大小与F相等,也是 900N 1分
17.(14分)解:(1)设带电粒子进入磁场c点时的速度为v,如图所示,在磁场中轨迹的圆心是o^'半径是R,由题意可得
〖(lsin60°)〗^2+〖(R-l/4)〗^2=R^2 1分
解得R=13l/8 1分
又带电粒子在磁场中的运动满足下面方程
qvB=m v^2/R 1分
即R=mv/qB 1分
解得v=13qBl/8m 1分
又qU_AB=1/2 mv^2 1分
解得U_AB=(169qB^2 l^2)/128m 1分
(2)带电粒子只要从ac边界上任一点射出,则在磁场中运动的圆弧所对应的圆心角均为60°,如图所示,由T=2πm/qB 1分
可知带电粒子在磁场中运动时间均为t=1/6 T 1分
解得t=πm/3qB 1分
与轨迹半径的大小无关,即与A、B板间的加速电压无关,
则带电粒子从a点射出对应的电压就是最大电压。
设带电粒子从a点射出时的轨迹半径是r,如图所示,则
〖(lsin60°)〗^2+〖(r-l/2)〗^2=r^2 2分
解得r=l 1分
同理可得〖U_AB〗^'=(qB^2 l^2)/2m 1分