串列加速器是用来产生高能离子的装置,图中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势U,a、c两端均有电极接地(电势为零).现将速度很低的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场中,在磁场中做半径为R的圆周运动,已知碳离子的质量m=2.0×10-26kg,U=7.5×105V,B=0.50T,n=2,基元电荷e=1.6×10-19C,求R.
在光滑的水平面上,质量为m1的小球甲以速率v0向右运动。在小球甲的前方A点处有一质量为m2的小球乙处于静止状态,如图所示。甲与乙发生正碰后均向右运动。乙被墙壁C弹回后与甲在B点相遇,。已知小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞均无机械能损失,求甲、乙两球的质量之比
。
如图12所示,质量为mb=14kg的木板B放在水平地面上,
质量为ma=10kg的木箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱
上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时绳与水平面的夹角为=37°,已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数
=0.5,木板B
与地面之间动摩擦因数=0.4.重力加速度g =10m/s2. 现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出.(sin370=0.6 cos370=0.8),求:
(1) 绳上张力T的大小;
(2) 拉力F的大小。
磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具,它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为
,金属框置于
平面内,长边
为
平行于
轴,宽为
的
边平行于
轴,如图l所示。列车轨道沿
方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度
沿
方向按正弦规律分布,其空间周期为
,最大值为
,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度
沿
方向匀速平移。设在短暂时间内,
、
边所在位置的磁感应强度随时问的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿
方向加速行驶,某时刻速度为
(
)
(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;
(2)为使列车获得最大驱动力,写出
、
边应处于磁场中的什么位置及
与
之间应满足的关系式;
(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。
光滑水平面上放着质量,
1kg的物块A与质量
2kg的物块
,
与
均可视为质点,
靠在竖直墙壁上,
、
间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与
、
均不拴接),用手挡住
不动,此时弹簧弹性势能
49J。在
、
间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示。放手后
向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后
冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径
0.5m, B恰能到达最高点
。取
10m/s2,求:
(1)绳拉断后瞬间
的速度
的大小;
(2)绳拉断过程绳对
的冲量
的大小;
(3)绳拉断过程绳对
所做的功
。
在平面直角坐标系
中,第Ⅰ象限存在沿
轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为
。一质量为
、电荷量为
的带正电的粒子从
轴正半轴上的
点以速度
垂直于
轴射入电场,经
轴上的
点与
轴正方向成
角射入磁场,最后从
轴负半轴上的
点垂直于
轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)
、
两点间的电势差
;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径
;
(3)粒子从
点运动到P点的总时间
。