如图(甲)所示为一种研究高能粒子相互作用的装置,两个直线加速器均由k个长度逐个增长的金属圆筒组成(整个装置处于真空中。图中只画出了6个圆筒,作为示意),它们沿中心轴线排列成一串,各个圆筒相间地连接到正弦交流电源的两端,设金属圆筒内部没有电场,且每个圆筒间的缝隙宽度很小,带电粒子穿过缝隙的时间可忽略不计。为达到最佳加速效果,需要调节至粒子穿过每个圆筒的时间恰为交流电的半个周期,粒子每次通过圆筒缝隙时,都恰为交流电压的峰值。
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如图所示,一个可视为质点的物块,质量为
m=2 kg,从光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下,到达底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速度大小为u=3 m/s。已知圆弧轨道半径R=0.8 m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1,两皮带轮之间的距离为L=6m,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块滑到圆弧轨道底端时轨道对物块的作用力大小;
(2)若物块到达圆弧轨道底端时恰好被一水平向左飞来的子弹击中,子弹质量m
0=0.02kg,速度大小为v=200m/s,子弹击中物块后留在其中没有穿出。试求物块在传送带上滑过的“痕迹”长。计算过程中可以忽略物块因子弹射入而引起的质量变化。
如图甲所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L=" 1.0" m,导轨平面与水平面间的夹角为θ = 30°,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的M、P两端连接阻值为R =" 3.0" Ω的电阻,金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连,金属棒ab的质量m =" 0.20" kg,电阻r =" 0.50" Ω,重物的质量M =" 0.60" kg,如果将金属棒和重物由静止释放,金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图象如图乙所示,不计导轨电阻,g = 10m/s2。计算结果可以保留根号。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)在0.6s内通过电阻R的电量;
(3)在0.6s内电阻R产生的热量。
15.神舟七号飞船启动返回程序,3吨重的返回舱下降到距地面15km时,下降速度为200m/s。再减速就靠降落伞了,先是用引导伞牵拉出减速伞减速,返回舱的下降速度会减至80 m/s,减速伞工作了16s,减速伞与返回舱分离,同时拉出主伞。主伞张开后使返回舱的下降速度逐渐减小到10 m/s,此时飞船距地面高1m,接着舱内γ高度仪“指挥” 4台缓冲发动机同时点火,给飞船一个向上的反冲力,飞船的落地速度便减到了约2 m/s,航天员便可以安然无恙着陆了。根据以上材料,求:(m/s2)
(1)靠减速伞减速过程中飞船所受到的平均空气阻力为多大?
(2)每台缓冲发动机的反冲推力为多大?
18.如图所示,在长为2L、宽为L的区域内有正好一半空间有场强为E、方向平行于短边的匀强电场,有一个质量为m,电量为e的电子,以平行于长边的速度v0从区域的左上角A点射入该区域,不计电子所受重力,要使这个电子能从区域的右下角的B点射出,求:
(1)无电场的区域位于区域左侧一半内时,如图甲所示,电子的初速应满足什么条件;
(2)无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时,如图乙所示,电子的初速又应满足什么条件。
一辆玩具小车的质量为3.0 kg,沿光滑的水平面以2.0 m/s的速度向正东方向运动,要使小车的运动方向改变,可用速度为2.4 m/s的水流由东向西射到小车的竖直挡板CD上,然后流入车中.求:要改变小车的运动方向,射到小车里的水的质量至少是多少.