1.
(1).x方向为匀速直线运动,y方向为匀加速直线运动,合成运动就是一个类平抛运动.运动轨迹如图
电脑上画的不好看,凑合看吧……
(2).将t=1,2分别代入x、y表达式计算可得,t=1时,质点位于(2,1)处,t=2时,质点位于(4,-2)处,可得位移矢量为(2,-3),计算其长度,为根号13,故平均速度大小即为根号13(m/s),方向即为矢量(2,-3)的方向.
(3).对x、y分别求导,可得速度与时间的关系为vx=2,vy=-2t,故t=1时,速度矢量为(2,-2),可得其大小为根号8,方向为矢量(1,-1)方向.同样,t=2时,速度矢量为(2,-4),可得其大小为根号20,方向为矢量(1,-2)方向.
(4).对vx,vy分别求导,可得加速度与时间关系为ax=0,ay=-2,故t=1时,加速度大小为2,方向指向y轴负向,t=2时,加速度大小为4,方向指向y轴负向.
2.由于圆柱体无限长,故电场强度具有轴对称性,直接利用高斯定理.
(1).r
(2).取圆柱形长度为l的高斯面,由于电场有轴对称性,所以电场不会有竖直分量,所以只考虑辐射向外的分量即可,容易得到高斯定理表达式,2πrlE=λl/ε,计算即可得到E表达式(ε为真空介电常数,脚标0不好打)
(3).r>R2时,虽然高斯面内有电荷,但是正负相互抵消,总体效果与没有电荷相同,所以电场强度仍然处处为0.
3.设子弹打入A物体,分析子弹与物体A,最后与A物体共速,有动量守恒m*v0=(m+M)*v,可得v=(m*v0)/(m+M),之后,将子弹与A作为一个整体,分析其与B的运动,仍有动量守恒,即(m+M)*v=(m+M)*v'+M*v'',即(m+M)*v'+M*v''=m*v0,可知,当v'=v''时,系统动能最小,势能最大,即弹簧的能量最大,解方程组(m+M)*v'+M*v''=m*v0与v'=v'',可得v'=v''=(m*v0)/(m+2M);此时,计算体系动能,有Ek=(1/2)*(m+2M)*(v'^2)=(1/2)*(m+2M)*{[(m*v0)/(m+2M)]^2};分析子弹射入A时的系统动能,有Ek0=(1/2)*(m+M)*(v^2)=(1/2)*(m+M)*{[(m*v0)/(m+M)]^2};则Ek0与Ek间的差值即为弹簧的弹性势能,由弹簧弹性势能公式,有(1/2)*K*x^2=Ek0-Ek,x即为弹簧最大压缩度,解得,x={[m*M*(v0)^2]/[K*(m+M)*(m+2M)]}^(1/2).
解答晚了一些,请见谅.