2010年2月在加拿大温哥华举行的第2l届冬季奥运会上,冰壶运动再次成为人们关注的热点,中国队也取得了较好的成绩.如图,假设质量为m的冰壶在运动员的操控下,先从起滑架A点由静止开始加速启动,经过投掷线B时释放,以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下.已知AB相距L1,BO相距L2,冰壶与冰面各处动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.
(1)求冰壶运动的最大速度vm.
(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功W是多少?
(3)若对方有一只冰壶(冰壶可看作质点)恰好紧靠营垒圆心处停着,为将对方冰壶碰出,推壶队员将冰壶推出后,其他队员在BO段的一半长度内用毛刷刷冰,使动摩擦因数变为
μ.若上述推壶队员是以与原来完全相同的方式推出冰壶的,结果顺利地将对方冰壶碰出界外,求运动冰壶在碰前瞬间的速度v.
某同学在百米比赛中,以6 m/s2的加速度迅速从起点冲出,到50m处的速度是8.2m/s,在全程中间时刻t1=6.25s时速度为8.3m/s,最后以8.4m/s的速度冲过终点,他的百米平均速度为多大?
我们知道,反粒子与正粒子有相同的质量,却带有等量的异种电荷.物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有由反粒子组成的反物质存在.1998年6月,我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQ、MN是两个平行板,它们之间存在匀强磁场区,磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转,并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子,它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区,并打在感光底片上的a、b、c、d四点.已知氢核质量为m,电荷量为e,PQ与MN间的距离为L,磁场的磁感应强度为B.
(1)指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹.(不要求写出判断过程)
(2)求出氢核在磁场中运动的轨道半径;
(3)反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?
回旋加速器的磁场B="1.5" T,它的最大回旋半径r="0.50" m,当分别加速质子和α粒子时,求:
(1)加在两D形盒间交变电压频率之比;
(2)粒子的最大速率之比.
如图所示,初速度为零、所带电荷量为q的离子经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中,沿半圆周运动而达到记录它的照相底片P上,测得它在P上的位置到入口处的距离为d,求该离子的质量.
如图所示,在xOy平面的上、下方,分别有磁感强度为B1、B2的匀强磁场,已知B2=3B1,磁场方向均沿z轴正方向.今有一质量为m、带电荷量为q的带正电荷粒子,自图中O点出发,在xOy平面内,沿与x轴成30°角方向,以初速度v0射入磁场.求:
(1)粒子从O点射出到第一次通过x轴的过程中所经历的时间,并确定粒子第一次通过x轴的点的坐标;
(2)粒子从O点射出到第六次通过x轴这段时间内粒子沿x轴方向的平均速度是多少?并画出粒子运动轨迹示意图.