1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝距离为d,。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q ,在加速器中被加速,加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;(2)求粒子从静止开始加速到出口处(电场和磁场)所需的总时间t;
一轻质细绳一端系一质量为m=kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平面长s=2m,动摩擦因数为μ=0.25.现有一滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,每次与小球碰撞时相互交换速度,且与挡板碰撞时不损失机械能.若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2,(斜面底端和水平面光滑连接).试问:(1)若滑块B从斜面上高度h=3.2m处滑下,要保证运动过程中绳子不会断,绳子的最大承受拉力至少应为多大?(2)若滑块B从斜面上高度h′处滑下与小球第一次碰后,使小球恰好在竖直平面内做完整的圆周运动,求此高度h′.(3)若滑块B从H="2.8m" 处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数n.
如图是利用传送带装运煤块的示意图.其中传送带长20m,倾角θ=37°,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带的主动轮和从动轮半径相等,主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖起高度H=3.2m,与运煤车车箱中心的水平距离x=1.6m.现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点),煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动,后与传送带一起做匀速运动,到达主动轮时随轮一起匀速转动.要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(l)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R(2)煤块在传送带上由静止开始加速至落到车底板所经过的时间T.
现代社会机动车辆越来越多,交通安全日益突出,要求驾驶员一定要遵守交通法规.一辆汽车以10m/s匀速行驶即将通过红绿灯路口,绿灯还有2s熄灭(假设绿灯熄灭红灯立即亮),此时汽车距离停车线26m,并假设前方没有其他车辆.若该汽车加速时最大加速度大小为2m/s2,减速时最大加速度大小为4m/s2.通过计算说明驾驶员应如何操作才能保证安全行驶不违章:是直接加速在红灯之前通过停车线还是减速停车恰好紧靠停车线停下等待下次绿灯?
如图所示,质量为lkg的薄木板静止在光滑水平桌面上,薄木板上有一质量为0.5kg的小铁块,它离木板的左端距离为0.5m,铁块与木板间动摩擦因数为0.1.现用水平拉力向右以2m/s2的加速度将木板从铁块下抽出,求:(不计铁块大小,铁块不滚动,取g=10m/s2)(1)将木板从铁块下抽出需要多长时间?(2)水平拉力对木板做的功.
如图是某游乐场的一种过山车的简化图,过山车由倾角为θ的斜面和半径为R的光滑圆环组成0.假设小球从A处由静止释放,沿着动摩擦因数为μ的斜面运动到B点(B为斜面与圆环的切点),而后沿光滑圆环内侧运动,若小球刚好能通过圆环的最高点C,求:(重力加速度为g)(1)小球沿斜面下滑的加速度的大小;(2)斜面的长度至少为多大.