在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求: (1)M、N两点间的电势差UMN ; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r; (3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
在核反应堆里,用石墨作减速剂,使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断的碰撞而被减速。假设中子与碳核发生的是弹性正碰,且碰撞前碳核是静止的。已知碳核的质量近似为中子质量的12倍,中子原来的动能为E0,试求: (1)经过一次碰撞后中子的能量变为多少? (2)若E0=1.76MeV,则经过多少次碰撞后,中子的能量才可减少到0.025eV。
如图6—8—30所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r,物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A质量相同,物体A与盘间的最大静摩擦力是压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A才能随盘转动?
如图6-8-29所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承担的最大拉力均为2mg,当AC和BC均拉直时∠ABC=90°,∠ACB=53°,ABC能绕竖直轴AB匀速转动,因而C球在水平面内做匀速圆周运动,求: (1)当m的线速度增大时,AC和BC(BC=1m)哪条绳先断? (2)一条绳被拉断后,m的速率继续增加,整个运动状态会发生什么变化?
如图6—8—23所示,杆长为L,杆的一端固定一质量为m的小球,杆的质量忽略不计,整个系统绕杆的另一端O在竖直平面内作圆周运动,求: (1)小球在最高点A时速度为多大时,才能使杆对小球m的作用力为零? (2)小球在最高点A时,杆对小球的作用力F为拉力和推力时的临界速度是多少? (3)如m =" 0.5kg," L =" 0.5m," =" 0.4m/s," 则在最高点A和最低点B时, 杆对小球m的作用力各是多大? 是推力还是拉力?
如图6—8—17所示,在水平转台上,置有小物体A、B、C,它们与转台的动摩擦因数均为μ,与转轴的距离分别为r、2r、3r,质量分别为m、2m、3m,则当转台转速增加时,哪一个物体先做离心运动?