磁谱仪是测量能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示,放射源发出质量为、电量为的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为的匀强磁场,被限束光栏限制在2的小角度内,粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片上。(重力影响不计)
(1)若能量在(,且)范围内的粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些粒子打在胶片上的范围.
(2)实际上,限束光栏有一定的宽度,粒子将在2角内进入磁场。试求能量均为的粒子打到感光胶片上的范围
如图6 – 14所示,在x轴上方有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.X轴下方有磁感应强度大小为B/2,方向垂直纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电量为– q的带电粒子(不计重力),从x轴上的O点以速度v0垂直x轴向上射出.求:
(1)射出之后经多长时间粒子第二次到达x轴,粒子第二次到达x轴时离O点的距离是多少?
(2)若粒子能经过在x轴距O点为L的某点,试求粒子到该点所用的时间(用L与v0表达).
如图18所示,质量为M ="2" kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m ="0.4" kg带正电荷q ="0.8" C的小物体B.整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =0.5T的匀强磁场,现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I ="26" N·s,使小车获得一个水平向右的初速度,物体与小车之间有摩擦力作用,设小车足够长,求:
(1)瞬时冲量使小车获得的动能.
(2)物体B的最大速度.
(3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能.(g =10m/s2)
如图所示,水平面上固定着一个半径R=0.4m的光滑环形轨道,在轨道内放入质量分别是M=0.2kg和m=0.1kg的小球A和B(均可看成质点),两球间夹一短弹簧。
(1)开始时两球将弹簧压缩(弹簧的长度相对环形轨道半径和周长而言可忽略不计),弹簧弹开后不动,两球沿轨道反向运动一段时间后又相遇,在此过程中,A球转过的角度θ是多少?
(2)如果压缩弹簧在松手前的弹性势能E=1.2J,弹开后小球B在运动过程中受到光滑环轨道的水平侧压力是多大?
一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示,已知小球在最低点A的速度vA=6m/s,求:
(1)小球做圆周运动的周期T;
(2)小球的质量m;
(3)轻绳的长度L;
(4)小球在最高点的动能Ek.
用细线吊着一个小球,使小球在水平面内做半径为R匀速圆周运动;圆周运动的水平面距离悬点h,距离水平地面H.若细线突然在A处断裂,求小球在地面上的落点P与A的水平距离.