如下图所示,水平地面上放有质量均为m=1kg的物块A和B,两者之间的距离为l=0.75m。A、B与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.1。现使A获得初速度v0向B运动,同时对B施加一个方向水平向右的力F=3N,使B由静止开始运动。经过一段时间,A恰好追上B。g取10m/s2。求:B运动的加速度大小aB;A的初速度的大小v0。
如图所示,在无限长的竖直边界 NS 和 MT 间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于 NS TM 平面向外和 B 和 2B , KL 为上下磁场的水平分界线,在 NS 和 MT 边界上,距 KL 高 h 处分别有 P,Q 两点, NS 和 MT 间距为 1.8h .质量为 m 、带电量为 +q 的粒子从 P 点垂直于 NS 边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为 g .
(1)求该电场强度的大小和方向。 (2)要使粒子不从 NS 边界飞出,求粒子入射速度的最小值。 (3)若粒子能经过 Q 点从 MT 边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值。
某电子天平原理如图所示, E 形磁铁的两侧为 N 极,中心为 S 极,两级间的磁感应强度大小均为 B ,磁极的宽度均为 Lm 的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流 I 可确定重物的质量.已知线圈的匝数为 n ,线圈的电阻为 R ,重力加速度为 g 。问:
(1)线圈向下运动过程中,线圈中感应电流是从 C 端还是 D 端流出?
(2)供电电流 I 是从 C 端还是 D 端流入?求重物质量与电流的关系.
(3)若线圈消耗的最大功率为 P ,该电子天平能称量的最大质量是多少
图为"嫦娥三号"探测器在月球上着陆最后阶段的示意图.首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月球高度为 h 1 处悬停(速度为 0 , h 1 远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为 h 2 处的速度为 v ,此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面.已知探测器总质量为 m (不包括燃料),地球和月球的半径比为 k 1 ,质量比为 k 2 ,地球表面附近的重力加速度为 g ,求:
(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;
(2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。
离子推进器是太空飞行器常用的动力系统,某种推进器设计的简化原理如图1所示,截面半径为 R 的圆柱腔分为两个工作区。 I 为电离区,将氙气电离获得 1 价正离子 II 为加速区,长度为 L ,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。 I 区产生的正离子以接近 0 的初速度进入 II 区,被加速后以速度 v M 从右侧喷出。 I 区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为 B ,在离轴线 R/2 处的 C 点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看)。电子的初速度方向与中心 O 点和 C 点的连线成 α 角( 0<α<90° )。推进器工作时,向 I 区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为 v 0 ,电子在 I 区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好。已知离子质量为 M ;电子质量为 m ,电量为 e 。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)。
(1)求 II 区的加速电压及离子的加速度大小; (2)为取得好的电离效果,请判断 I 区中的磁场方向(按图2说明是"垂直纸面向里"或"垂直纸面向外"); (3) α 为 90° 时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率 v 的范围; (4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率 v M 与 α 的关系。
其同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示。一个半径为 R=0.1m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒 OA , A 端与导轨接触良好, O 端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为 r=R/3 的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为 m=0.5kg 的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度 B=0.5T 。 a 点与导轨相连, b 点通过电刷与 O 端相连。测量 a,b 两点间的电势差U可算得铝块速度。铝块由静止释放,下落 h=0.3m 时,测得 U=0.15V 。(细线与圆盘间没有滑动国,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度 g=10m/s2 ) (1)测 U 时, a 点相接的是电压表的"正极"还是"负极"? (2)求此时铝块的速度大小; (3)求此下落过程中铝块机械能的损失。