如图甲所示,竖直放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板C、D的中轴线,粒子源P可以连续地产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计),粒子在A、B间被加速后,再进入金属板C、D间偏转并均能从此电场中射出.已知金属板A、B间的电压UAB=U0,金属板C、D长度为L,间距d = .两板之间的电压UCD随时间t变化的图象如图乙所示.在金属板C、D右侧有一个垂直纸面向里的匀强磁场分布在图示的半环形带中,该环形带的内、外圆心与金属板C、D的中心O点重合,内圆半径Rl = .磁感应强度B0 =.已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期(电场变化的周期T未知),粒子重力不计.
(1)求粒子离开偏转电场时,在垂直于板面方向偏移的最大距离;
(2)若所有粒子均不能从环形磁场的右侧穿出,求环形带磁场的最小宽度;
我们知道在一个恒星体系中,各个行星围绕着该恒星的运转半径r及运转周期T之间,一般存在以下关系:的值由于中心的恒星的质量决定。现在,天文学家又发现了相互绕转的三颗恒星,可以将其称为三星系统。如图所示,假设三颗恒星质量相同,均为m,间距也相同,它们仅在彼此的引力作用下绕着三星系统的中心点O做匀速圆周运动,运转轨迹完全相同。它们自身的大小与它们之间的距离相比,自身的大小可以忽略。请你通过计算定量说明:三星系统的运转半径的立方及运转周期的平方的比值应为多少?(万有引力常量G)
如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆轨道竖直放置在水平地面上,两个质量为m的小球A、B(直径略小于管内径),以不同速度进入管内。A通过轨道的最高点C时,对管壁恰好无弹力的作用。A、B两球落地点的水平距离为4R,求:B球在最高点C对管壁的弹力大小和方向?(两球离开管后在同一竖直面内运动)
湖南省电视台“智勇大冲关”游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图(13)所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳子末端由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角=53°,绳长l=2m的悬挂点O距水面的高度为H=3m。不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取g=10m/s2(sin53o=0.8,cos53o=0.6)。求:
选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
选手摆到右边最高点时松手,选手将做什么运动?设水对选手的平均浮力
,平均阻力
,求选手落入水中的深度
;
若要求选手摆到最低点时松手,且运动到浮台处离岸水平距离最大,则选手应将手握住绳子上离O点多长处?
我国分别于2007年10月24日和2010年10月1日成功发射“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星,标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步,在政治、经济、军事、科技乃至文化领域都具有非常重大的意义,同学们也对月球有了更多的关注。若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径r1;
若将来我国的宇航员随登月飞船登陆月球后,宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球(可视为质点)如图(12)所示,现给小球一瞬间水平速度V,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为RO,万有引力常量为G,试求出月球的质量M月。
2008年12月,我国北方连降大雪,出现了罕见的雪灾。为了安全行车,某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能。他从车上速度表看到汽车速度时紧急刹车,由于车轮与冰雪公路面的摩擦,车轮在公路面上划出一道长L=50m的刹车痕后停止,取重力加速度g=10m/s2。求:
车轮与冰雪公路面间的动摩擦因数
;
该司机驾车以12m/s的速度在相同的冰雪水平路面上匀速行驶,突然发现前方停着一辆故障车。若刹车过程司机的反应时间为
,为了避免两车相撞,该司机至少应在距故障车多远处发现故障车并采取同样的紧急刹车措施?