太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由正、负电子和、
等原子核组成的,维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是
(释放的核能),这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的
核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段,为了简化,假定目前太阳全部由
核组成.
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M,已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107 s,试估算目前太阳的质量M.
(2)已知质子质量mp=1.672 6×10-27kg,He质量mα=6.645 8×10 -27 kg,电子质量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s,求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
(3)已知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能W=1.35×103 J/m2,试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求一位有效数字)
如图所示,在平面直角坐标系xoy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B方向垂直于坐标平面向内的有界圆形匀强磁场区域(图中未画出);在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上的A点,A点坐标为(-L,0)。粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为v的电子,电子恰好能通过y轴上的C点,C点坐标为(0,2L),电子经过磁场后恰好垂直通过第一象限内与x轴正方向成角的射线ON (已知电子的质量为m,电荷量为e,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用)。
求:
(1)第二象限内电场强度E的大小;
(2)粒子到达C点时速度vC的大小和方向
(3)圆形磁场的最小半径R。
花样滑冰运动中,在一个平直的冰道上,一对双人滑运动员正以相同的水平速度v0=4m/s匀速滑行,某时刻质量为m1=80kg的男运动员将质量为m2=40kg的女运动员沿与v0相同的方向向前水平推出(推出时间极短),推出的女运动员相对冰面的速度为v2=5m/s。
(1)求女运动员被推出瞬间,男运动员速度大小是多少;
(2)推出女运动员t=2s后,男运动员以a=3m/s2的加速度匀加速去追赶匀速运动的女运动员,他将在距推出点多远处追上女运动员。(不计推出女运动员的距离,推出后2s内两运动员均做匀速运动)
如图所示,、
为一对固定的平行金属导轨,其电阻忽略不计。导轨左端连接一定值电阻
,右端通过导线连接着一对固定的平行金属板,金属板板长和板间距离均为
,且金属板间距离恰好是两导轨间距离的
倍。导轨和金属板间存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小未知的匀强磁场。金属板左端正中间处有一电子源,不断地沿水平向右方向发射速率恒为
的电子,电子恰好沿下极板右端飞出。为保证电子沿水平方向运动,可在导轨上加一轻质金属杆
,其阻值为
,使其在金属导轨上无摩擦的左右滑动。已知电子的质量为
,电量为
,不考虑电子的重力及电子间的的相互作用。
(1)为使电子沿水平方向运动,请定性描述金属杆的运动情况;
(2)使金属杆ab保持上述的速度运动,则作用在杆上的拉力做功的功率为多大?
由美国“次贷危机”引起的全球范围内的金融危机给世界各国各行各业造成巨大的冲击,带来严重的损失。振兴汽车工业成为目前各国提振经济的一项重要举措,其中除提高生产效率以降低生产成本和销售价格外,更重要的措施是要设计性能优良且能使用“替代能源”的新车型。我国某汽车研究机构所设计的使用充电电源的“和谐号”小汽车即将面市。下图是在研制过程中,某次试车时该车做直线运动过程中的图,图中速率
为该车匀加速起动时的最大速率。已知汽车总质量为
,汽车运动过程中所受阻力恒为车重的
倍,充电电源的电功率转化为机械功率的效率为
,重力加速度取
。求:
(1)充电电源的额定功率;
(2)图中
的值;
(3)从起动开始到第末汽车所发生的位移。
如图所示,一质量为的滑块静止在水平台面右端
点,另一质量为
的滑块从与
点相距
的
点以初速度
以向右运动,至
处与
发生弹性正碰。碰后
沿原路返回至台面
处静止,
经时间
落到地面上
点。已知两滑块均能看成质点,且
,
点离
处的水平距离为
,
与台面间的动摩擦因数为
,重力加速度为
,求:
(1)水平台面离地面的高度;
(2)在
处的初速度
的大小;
(3)点离
初始位置
的距离。