半个世纪以来,热核聚变的研究一直围绕着一个主题,那就是要实现可控的核聚变反应,造出一个人造太阳,一劳永逸地解决人类的能源危机。在受控核聚变装置中,需要把核反应物质——氘()和氚(
)“加热”到上亿度而成为等离子体,而这些等离子体无法用通常意义上的“容器”盛装,只能用强磁场来束缚它们。前不久,中国科学家率先建成了世界上第一个可控全超导核聚变实验装置,模拟太阳实现可控的核聚变。
可控全超导核聚变装置从内到外有五层部件构成,比较复杂。现在按下面的简化模型来讨论这个问题:如图所示,设想最关键的环状磁容器是一个横截面为环形的区域:内径为R1,外径为R2,区域内有垂直于截面向里的磁感强度为B的匀强磁场。
(1)该核反应方程式为:_____________________________;
(2)已知氘()、氚(
)、氦(
)核、中子(
)的静质量分别为m1、m2、m3、m4,那么在每一个核反应中释放的能量为多少?(已知光速为C)
(3)若等离子体源恰好放置在环心O点,它能沿半径方向辐射出各种速率的带电粒子,这些带电粒子的最大荷质比为k,不计带电离子的重力,该磁场能够约束住的这些带电粒子的最大速率是多少?
如图所示,离水平地面高1. 5L的一个光滑小定滑轮上,静止地搭着一根链条.该链条长为L,质量为m(可以看作质量分布均匀).由于受到一个小小的扰动,链条开始无初速滑动,最后落到水平面上.问:
(1)当该链条的一端刚要接触地面的瞬间(整个链条还在空中),链条的速度是多大?
(2)现在用一根细绳的一端a系住链条的一端,轻绳跨过定滑轮后,将绳拉紧,并在其另一端b用竖直向下的力F缓慢地拉链条,使它仍然搭到定滑轮上去,最终重新静止在定滑轮上,那么拉力F做的功是多少?(不计空气阻力)
质量为m的小物块,用轻弹簧固定在光滑的斜面体上,斜面的倾角为α,如图所示。使小物块和斜面体一起由静止开始向右做加速运动,加速度从零逐渐缓慢增大,已知轻弹簧的劲度系数为k,重力加速度用g表示。求:
(1)加速度为零时,弹簧的伸长量?
(2)小物块对斜面体的压力为零时,斜面体向右的加速度?
|
如下图所示,光滑的曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车的上表面相同,质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上平板小车,使得小车在光滑水平面滑动。已知小滑块从光滑轨道上高度为H的位置由静止开始滑下,最终停到板面上的Q点。若平板小车的质量为3m。用g表示本地的重力加速度大小,求:
(1)小滑块到达轨道底端时的速度大小;
|
(2)小滑块滑上车后,平板小车可达到的最大速度;
(3)该过程系统产生的总内能。匀强磁场分布在半径为R的圆内,磁感应强度为B,CD是圆的直径。质量为m、电量为q的带正电粒子,由静止开始经加速电场加速后,沿着与直径CD平行且相距0.6R的直线从A点进入磁场,如图所示。若带电粒子在磁场中运动的时间是。求加速电场的加速电压。
绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一,奥组委决定在各比赛场馆使用新型节能环保电动车,届时奥运会500名志愿者将担任司机,负责接送比赛选手和运输器材。在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度
,并描绘出
图象(图中AB、BO均为直线)。假设电动车行驶中所受到的阻力恒定,求:
(1)根据图线ABC,判断该环保电动车做什么运动并计算环保电动车的额定功率;
(2)此过程中环保电动车做匀加速直线运动的加速度的大小;
(3)环保电动车由静止开始运动,经过多长时间速度达到2m/s?
|