如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻
,导轨上静止放置一质量
、电阻
的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度
的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力
沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末杆的速度为2.5m/s,求:
(1)5s末时电阻上消耗的电功率;
(2)5s末时外力的功率.
(3)若杆最终以8m/s的速度作匀速运动,此时闭合电键S,射线源Q释放的
粒子经加速电场C加速后从
孔对着圆心
进入半径
的固定圆筒中(筒壁上的小孔
只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为
的匀强磁场。
粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移,也无机械能损失,粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从
孔背离圆心射出,忽略
粒子进入加速电场的初速度,若
粒子质量
,电量
,则磁感应强度
多大?若不计碰撞时间,粒子在圆筒内运动的总时间多大?
一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v1,飞船在离该星球表面高度为h处,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v2,已知万有引力常量为G.试求:
(1)该星球的质量;
(2)若设该星球的质量为M,一个质量为m的物体在离该星球球心r远处具有的引力势能为Ep=-,则一颗质量为m1的卫星由r1轨道变为r2(r1<r2)轨道,对卫星至少做多少功?(卫星在r1、r2轨道上均做匀速圆周运动,结果请用M、m1、r1、r2、G表示)
山地滑雪是人们喜爱的一项运动,一滑雪道ABC的底部是一半径为R的圆,圆与雪道相切于C点,C点的切线水平,C点与水平雪地间距离为H,如图所示,D是圆的最高点,一运动员从A点由静止下滑,刚好能经过圆轨道最高点D旋转一周,再经C后被水平抛出,当抛出时间为t时,迎面水平刮来一股强风,最终运动员以速度v落到了雪地上,已知运动员连同滑雪装备的总质量为m,重力加速度为g,不计遭遇强风前的空气阻力和雪道及圆轨道的摩擦阻力,求:
(1)A、C的高度差为多少时,运动员刚好能过D点?
(2)运动员刚遭遇强风时的速度大小及距地面的高度;
(3)强风对运动员所做的功.
(1)研究发现两个氘核(H)可聚变成
He,已知氘核的质量为2.013 6 u,中子的质量为1.008 7 u,
He核质量为3.015 0 u.若质量亏损1 u对应的核能为931.5 MeV,则两个氘核聚变成
He核的核反应方程为________________;上述反应中释放的核能为________.
(2)如图所示,光滑水平面上三个物块A、B、C,A、B间有压缩且被锁定的轻弹簧,三物块均处于静止状态.现解除对弹簧的锁定,B离开弹簧后,以速度v0与C相碰,最终B与A运动的速度相同,已知mA=6 kg,mB=1 kg,mC=14 kg,求B与C相碰后C的速度大小.
(1)我国科学家经过艰苦努力,率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功.这种装置被称为“人造太阳”,它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量,就像太阳一样为人类提供无限清洁能源.在该装置内发生的核反应方程是H+
H―→
He+X,其中粒子X的符号是________.已知
H的质量是m1,
H的质量是m2,
He的质量是m3,X的质量是m4,光速是c,则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为___________________________________________.
(2)光滑水平面上静止放置一长方形木板B,B的质量为M=2 kg,B的右端离竖直墙6 m.现有一小物体A,其质量m=1 kg,以v0=6 m/s的速度从B的左端水平滑上B,如图所示.A和B之间的动摩擦因数μ=0.4,B与墙碰撞时间极短,且碰撞时无能量损失.要使A最终不脱离B,B的最短长度是多少?
(1)2011年中国宣布突破快中子增殖反应堆技术,使核反应原料利用率提升到百分之六十以上.第一代核反应堆以铀235为裂变燃料,而在天然铀中占99%的铀238不能被利用,为了解决这个问题,科学家们研究出快中子增殖反应堆,使铀238变成高效核燃料.在快中子增殖反应堆中,使用的核燃料是钚239,裂变时释放出快中子,周围的铀238(U)吸收快中子后变成铀239(
U),铀239很不稳定,经过________次β衰变后变成钚239(
Pu),从而实现核燃料的增殖.铀238转变为钚239的全过程的核反应方程式为____________________________________________.
(2)如图所示,长为L=2 m的木板A质量为M=2 kg,A静止于足够长的光滑水平面上,小物块B(可视为质点)静止于A的左端,B的质量为m1=1 kg,曲面与水平面相切于M点.现让另一小物块C(可视为质点)从光滑曲面上离水平面高h=3.6 m处由静止滑下,C与A相碰后与A粘在一起,C的质量为m2=1 kg,A与C相碰后,经一段时间B可刚好离开A,g=10 m/s2.求A、B之间的动摩擦因数μ.