如图所示,竖直圆筒内壁光滑、半径为R,顶部有入口A,在A的正下方h处有出口B,一质量为m的小球从入口A沿切线方向的水平槽射入圆筒内,要使球从B处飞出,小球射入口A的速度v0应满足什么条件?在运动过程中,球对筒压力多大?
右图中左边有一对平行金属板,两板相距为,电压为;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里,图中右边有一半径为、圆心为的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的点射出,已知弧所对应的圆心角为。不计重力,求: (1)离子速度的大小; (2)离子的质量。
在一个放射源水平放射出、和三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。
(1)若要筛选出速率大于的粒子进入区域Ⅱ,要求磁场宽度与和的关系。 (2)若,(是光速度),则可得; 粒子的速率为,计算和射线离开区域Ⅰ时的距离;并给出去除和射线的方法。 (3)当满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在;区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。 (4)请设计一种方案,能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。 已知:电子质量,粒子质量,电子电荷量,(时)
在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为的平台上点由静止出发,沿着动摩擦因数为的滑道向下运动到点后水平滑出,最后落在水池中。设滑道的水平距离为,点的高度可由运动员自由调节(取)。求: (1)运动员到达点的速度与高度的关系; (2)运动员要达到最大水平运动距离,点的高度应调为多大?对应的最大水平距离为多少? (3)若图中,,动摩擦因数,则水平运动距离要达到,值应为多少?
如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为,垂直纸面的宽度为。在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为,长为的导体棒使膜绷成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个电池,输出电压恒定为U;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出)。
(1)若有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。
(2)当变成时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒力学平衡外,不能输出多少额外电功率?
制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为的两平行极板,如图甲所示,加在极板间的电压作周期性变化,其正向电压为,反向电压为, 电压变化的周期为,如图乙所示.在=0时,极板附近的一个电子,质量为、电荷量为,受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中,电子未碰到极板,且不考虑重力作用. (1)若,电子在0-2时间内不能到达极板,求应满足的条件; (2)若电子在时间内未碰到极板,求此运动过程中电子速度随时间变化的关系;
(3)若电子在第个周期内的位移为零,求的值。