“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下:如图1所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为O,外圆弧面AB的半径为L,电势为φ1,内圆弧面CD的半径为,电势为φ2。足够长的收集板MN平行边界ACDB,O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m,电量为q的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。
(1)求粒子到达O点时速度的大小;
(2)如图2所示,在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场,圆心为O,半径为L,方向垂直纸面向内,则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上(不考虑过边界ACDB的粒子再次返回),求所加磁感应强度的大小;
(3)同上问,从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN,求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子。
一小球从离地面h=5m处,以v0=10m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力, (g=10m/s2)。求:
(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球落地点离抛出点的水平距离;
(3)小球落地时的速度
最富有现实意义的物理,莫过于在自己生死攸关时,能帮你作出科学判断,助你化险为夷。
“一个周末的傍晚,小明的爸爸终于有了时间,带着全家驱车以速度v行驶在你向往已久的乡野。他们正尽情地享受着乡野迷人的气息,突然眼前一亮,车灯照亮了一片水波!小明大声惊呼……” 同学们不用紧张,这只是假想的一个故事。
假设车灯照亮的一条小河沟是垂直于汽车行驶方向,车的周围是一片平地,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,那小明是惊叫爸爸立即刹车还是立即拐弯(假定只能选其中一项)?试通过计算来论证。
提示:假设立即刹车,车恰好能停在河边而逃过一劫,那么选择立即拐弯(设拐弯时汽车做匀速圆周运动) 能否幸免一难?
如图,一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口飞出时,轨道的压力恰好为零。求:(1)小球在B点的速度;(2)小球落地点C距A处多远。
把一小球从离地面h=5m处,以v0=10m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力, (g=10m/s2)。求:
(1)小球在空中飞行的时间;(2)小球落地点离抛出点的水平距离;(3)小球落地时的速度。
如图所示,电动机牵引的是一根原来静止的长L=1m,质量m=0.1kg的金属棒MN,棒电阻R=1Ω,MN架在处于磁感强度B=1T的水平匀强磁场中的竖直放置的固定框架上,磁场方向与框架平面垂直,当导体棒上升h=3.8m时获得稳定速度,其产生的焦耳热Q=2J,电动机牵引棒时,伏特表、安培表的读数分别为7V、1A,已知电动机的内阻r=1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s2,求:
(1)金属棒所达到的稳定速度大小。
(2)金属棒从静止开始运动到速度稳定所需的时间。