如图所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m,导轨平面与水平面成37°角,导轨上端接一阻值为R=0.80的电阻。轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T。现有一质量为m=0.20kg、电阻r=0.20
的金属棒放在导轨最上端,棒与导轨垂直并始终保持良好接触
,他们之间的动摩擦因数为
。棒ab从最上端由静止开始释放。(g=10m/s2,
sin37°=0.6,cos37°=0.8)。
求:
(1)棒在下滑的过程中最大速度是多少?
(2)当棒的速度v=2m/s时,它的加速度是多少?
天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内的氢核聚变反应生成的.
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核()聚变成氦核(
),同时放出2个正电子(
)和2个中微子(ν0),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017 s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037 J(即P=1×1037 J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.
(可能用到的数据:银河系质量约为M=3×1041 kg,原子质量单位1 u=1.66×10-27 kg,1 u 相当于1.5×10-10 J的能量,电子质量me="0.000" 5 u,氦核质量mα="4.002" 6 u,氢核质量mp="1.007" 8 u,中微子νe质量为零)
如图一辆质量的平板车,左端放一质量的小滑块,滑块与平板车之间的摩擦系数。开始时平板车和滑块以
的速度在光滑平面上向右运动,并与竖直墙发生碰撞,设碰撞时间极短,且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反。平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端。(取
)求:
(1)平板车第一次与墙碰撞后运动的最大距离
(2)平板车第二次与墙碰撞前瞬时速度
(3)为使滑块始终不会滑到平板车右端,平板车至少多长?
如图所示,在光滑水平面上放着一个质量的木块(可视为质点),在木块正上方1m处有一固定的悬点O,在悬点O和木块之间用一根长2m、不可伸长的轻绳连接。有一颗质量m=0.1kg的子弹以80m/s的速度射入木块并留在其中,之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动。
求:(1)木块以多大速度脱离水平地面?(2)当木块到达最高点时它对轻绳的拉力
如图15-4所示,区域Ⅰ和区域Ⅱ的匀强磁场磁感应强度大小相等、方向相反.在区域Ⅱ的A处有一静止的原子核发生α衰变,生成的新核电荷量为q(大于α粒子带电荷量),新核和α粒子的运动轨迹如图,其中一个由区域Ⅱ进入区域Ⅰ,与光滑绝缘挡板PN垂直相碰后(PN与磁场分界线CD平行),经过一段时间又能返回到A处,已知区域Ⅰ的宽度为d,试求新核和α粒子的轨道半径.(基元电荷电荷量为e)
图15-4
一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3×107 m/s的中子生成一个复核A,A又衰变成B、C两个新核.设B、C的速度方向与中子速度方向相同,B的质量是中子的11倍,速度是106 m/s,B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比RB∶RC=11∶30.求:
(1)C核的速度大小;
(2)根据计算判断C核是什么.
(3)写出核反应方程式.