某科幻小说中有下列一段描述。宇宙中有一球型均匀带电天体,其质量为m,半径为R。宇航员王小明乘坐飞行器,登上该天体,用质量为M,带电量为q的小球进行如下操作。第一次,让小球带负电,从距该天体表面为h的位置由静止释放,发现小球悬浮不动;第二次,让小球带正电,从相同的位置,用小型发射装置将小球以某一速度水平发射。(已知万有引力常量为G,静电力恒量为k)试根据以上信息求:(1) 该天体所带电的电性及其电量(2)若保持小球与天体表面距离始终为h ,则水平发射速度的大小为多少?
如图所示,电阻可忽略不计的光滑水平轨道,导轨间距L=1m,在导轨左端接阻值R=0.3Ω的电阻。在导轨框内有与轨轨平面垂直的有界匀强磁场,磁场边界为矩形区域cdef,其中cd、ef与导轨垂直,磁场宽度刚好等于轨轨间距L,磁场长度s=1m,磁感应强度B=0.5T。一质量为m=1kg,电阻r="0.2" Ω的金属导体棒MN垂直放置于导轨上,且与导轨接触良好。现对金属棒施以垂直于导轨的水平外力F,金属棒从磁场的左边界cd处由静止开始以加速度a=0.4m/s2作匀加速运动。 (1) 推导出水平拉力F随时间t变化的关系式; (2) 力F作用一段时间t1后撤去力F;若已知撤去F后金属棒的速度v随位移x的变化关系为(v0为撤去F时金属棒速度),并且金属棒运动到ef处时速度恰好为零,则外力F作用的时间t1为多少? (3) 若在金属棒离开磁场区域前撤出外力F,试定性画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线.(直接画图,不需要进行有关推导)
现有一根不可伸长的轻质细绳,绳长L=1m。绳的一端固定于O点,另一端系着质量m=2kg的可看着质点的小球,将小球拉到O点正上方的A点处静止,此时绳子刚好伸直且无张力。不计小球在运动中所受的阻力,重力加速度g取10m/s2。则: ⑴ 使小球刚好能在竖直平面能做完整的圆周运动,则在A点对小球做多少J的功? ⑵ 求在⑴的条件下,小球运动到最低点时绳对它的拉力大小。 ⑶ 若小球从A点以V1=1m/s的水平速度抛出,在抛出的瞬间绳子对小球是否有拉力?如有拉力计算其大小;如没有拉力,求绳子对小球再次有拉力所经历的时间。
用速度为v0、质量为m1的核轰击质量为m2的静止的核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B,其中A为核,质量为m3,速度为v3;B的质量为m4. ① 写出该反应的核方程式 ② 粒子A的速度符合什么条件时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反.
已知光在真空中的传播速度C=3×108m/s。如图,折射率n=1.5某玻璃立方体放在空气中。光线从立方体的顶面斜射进来,然后投射到它的另一个侧面P点,问: ① 光在玻璃中的传播速度V; ②此光线能否从另一个侧面P点射出?请说明你判断的依据。
如图,p-T和V-T图记录了一定质量的理想气体经历了温度从200K到600K缓慢升温过程的部分变化过程。试求: ① 温度为600K时气体的压强; ② 试在p-T图上将温度从400 K缓慢升高到600 K的过程用图线表示出来。