(22分)如图(a),小球甲固定于水平气垫导轨的左端,质量m=0.4kg的小球乙可在导轨上无摩擦地滑动,甲、乙两球之间因受到相互作用而具有一定的势能,相互作用力沿二者连线且随间距的变化而变化。现已测出势能随位置x的变化规律如图(b)中的实线所示。已知曲线最低点的横坐标x0=20cm,虚线①为势能变化曲线的渐近线,虚线②为经过曲线上某点的切线。
(1)将小球乙从x1=8cm处由静止释放,小球乙所能达到的最大速度为多大?
(2)假定导轨右侧足够长,将小球乙在导轨上从何处由静止释放,小球乙不可能第二次经过x0=20cm的位置?并写出必要的推断说明;
(3)若将导轨右端抬高,使其与水平面的夹角α=30°,如图(c)所示。将球乙从x2=6cm处由静止释放,小球乙运动到何处时速度最大?并求其最大速度;
(4)在图(b)上画出第(3)问中小球乙的动能Ek与位置x的关系图线。
如图所示,长为R的轻质杆(质量不计),一端系一质量为的小球(球大小不计),绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动,若小球最低点时,杆对球的拉力大小为1.5
,求:
(1)小球最低点时的线速度大小?
(2)小球以多大的线速度运动,通过最高处时杆对球不施力?
宇航员站在一星球表面上的h高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L;若抛出时的初速度增大两倍,则抛出点与落地点之间的距离变为L . 已知两落地点在同一水平面上.求该星球表面的重力加速度.
小船在静水中的划速为0.5m/s,水的流速为0.3m/s,河宽120m。
①小船怎样才能沿最短路径渡过河去?渡河需时间多少?
②小船怎样才能以最短时间渡过河去?需时间多少?
一个连同装备共有100kg的航天员,脱离宇宙飞船后,在离飞船45 m位置与飞船处于相对静止的状态,装备中有一个高压贮氧筒,能以50m/s速度喷出气体。
①航天员为了能在10min时间内返回飞船,估算他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体?
②假设他在开始返回的瞬时释放0.1 kg的氧气,估算则他需要多长时间返回宇宙飞船? 返回宇宙飞船这段时间需要呼吸多少氧气?(.宇航员呼吸的耗氧率为2.5×10-4kg/s,)
已知镭的原子序数是88,原子核质量数是226。试问:
①镭核中有几个质子?几个中子?
②镭核所带电荷量为多少?
③若镭原子呈中性,它核外有几个电子?
④是镭的一种同位素,让226 88Ra和228 88Ra以相同速度垂直射入磁应强度为B的匀强磁场中,它们运动的轨道半径之比是多少?