离子推进器是太空飞行器常用的动力系统,某种推进器设计的简化原理如图1所示,截面半径为的圆柱腔分为两个工作区。为电离区,将氙气电离获得价正离子为加速区,长度为,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。区产生的正离子以接近的初速度进入区,被加速后以速度从右侧喷出。区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为,在离轴线处的点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看)。电子的初速度方向与中心点和点的连线成角( )。推进器工作时,向区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为,电子在区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好。已知离子质量为;电子质量为,电量为。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)。
(1)求区的加速电压及离子的加速度大小;
(2)为取得好的电离效果,请判断区中的磁场方向(按图2说明是"垂直纸面向里"或"垂直纸面向外");
(3)为时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率的范围;
(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率与的关系。
如图所示,光滑金属球的重力G=40 N.它的左侧紧靠竖直的墙壁,右侧置于倾角θ=37°的斜面体上。已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)墙壁对金属球的弹力大小;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向
一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度是10 m/s,经过另一点时的速度是30 m/s, 求经过这两点的时间间隔和两点间的距离。(取g=10 m/s2)
(理科第三、第四、第五及第六、第七考场的学生做此题)
用相同钢珠从斜面上的某点每隔0.1s放下一颗,在连续放下几颗后,对于在斜面上运动的小钢珠摄得如图所示的相片,现测得AB=15cm,BC=20cm,
试求:
(1)钢珠运动的加速度;
(2)拍摄时B钢珠的速度;
(3)图中C、D钢珠间的距离;
(理科第一和第二两个考场的学生做此题)
用相同钢珠从斜面上的某点每隔0.1s放下一颗,在连续放下几颗后,对于在斜面上运动的小钢珠摄得如图所示的相片,现测得AB=15cm,BC=20cm,
试求:
(1)钢珠运动的加速度;
(2)拍摄时B钢珠的速度;
(3)A钢珠上面正在运动的钢珠还有几颗?
如图所示,一个放置在水平地面上的木块,其质量为m=2kg,受到一个斜向下的、与水平方向成30o角的推力F=10N的作用,使木块从静止开始运动,5s后撤去推力。若木块与地面间的动摩擦因数μ=0.1,求木块在地面上运动的总位移。(g=10m/s2,)