一根质量为M的木棒,上端用细绳系在天花板上,棒上有一质量为m的猴子,如图所示.如将绳子剪断,猴子沿棒向上爬,仍保持与地面间的高度不变,求这时木棒下落的加速度.
半个世纪以来,热核聚变的研究一直围绕着一个主题,那就是要实现可控的核聚变反应,造出一个人造太阳,一劳永逸地解决人类的能源危机。在受控核聚变装置中,需要把核反应物质——氘()和氚()“加热”到上亿度而成为等离子体,而这些等离子体无法用通常意义上的“容器”盛装,只能用强磁场来束缚它们。前不久,中国科学家率先建成了世界上第一个可控全超导核聚变实验装置,模拟太阳实现可控的核聚变。可控全超导核聚变装置从内到外有五层部件构成,比较复杂。现在按下面的简化模型来讨论这个问题:如图所示,设想最关键的环状磁容器是一个横截面为环形的区域:内径为R1,外径为R2,区域内有垂直于截面向里的磁感强度为B的匀强磁场。(1)该核反应方程式为:_____________________________;(2)已知氘()、氚()、氦()核、中子()的静质量分别为m1、m2、m3、m4,那么在每一个核反应中释放的能量为多少?(已知光速为C)(3)若等离子体源恰好放置在环心O点,它能沿半径方向辐射出各种速率的带电粒子,这些带电粒子的最大荷质比为k,不计带电离子的重力,该磁场能够约束住的这些带电粒子的最大速率是多少?
如图所示,一个人用手握着长为l的轻绳一端,绳的另一端连结一个大小不计的小球,当手握的一端在水平桌面上作半径为r、角速度为的匀速圆周运动,绳的方向恰好能够始终与该圆相切,并使得小球也在同一平面内做半径更大的匀速圆周运动。已知此时人的手给绳的拉力大小恒为T,请利用以上条件推导并表达:(1)小球运动的线速度的大小v球;(2)小球在运动过程中所受的摩擦力的大小f;(3)小球的质量m;(4)小球与桌面之间的摩擦热功率P热。
据报道,我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计,用于完成测定地磁场的磁感应强度等研究项目.磁强计的原理如图15所示,电路中有一段金属导体,它的横截面积是宽为a,高为b的长方形,使磁场沿z轴正方向穿过导体,导体中通有沿y轴正方向、大小为I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子为n,电子电量为e。金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动。 (1)金属导体前后两个侧面(x=a为前侧面,x=0为后侧面)哪个电势较高? (2)在实现上述稳定状态之后,如果再进一步测出该金属导体前后两个侧面间的电势差为U,若通过导体内的磁场可以认为是匀强的,则由此求出磁感应强度B的大小为多少?
如图13所示的电路中,电源电动势E=6V,内电阻r=0.5,可变电阻器R的最大阻值为2。那么,在滑片P从R的最上端滑至最下端的过程中,求:(1)电路中通过R1的电流表最大值和最小值分别是多少?(2)电源两端的电压最大值和最小值分别是多少?
如图12所示质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘,质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v0与之发生正碰(碰撞时间极短)。碰后A离开桌面,其落点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。已知B与桌面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,桌面足够长。 求(1)碰后A、B小物块分离的瞬间速率各是多少? (2)碰后小物块B后退的最大距离是多少?