如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B ,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=600,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OQ= 2 OC ,不计粒子的重力,求:粒子从P运动到Q所用的时间 t 。电场强度 E 的大小 粒子到达Q点时的动能EkQ
石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建"太空电梯"的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。 (1)若"太空电梯"将货物从赤道基站运到距地面高度为的同步轨道站,求轨道站内质量为的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为,地球半径为。 (2)当电梯仓停在距地面高度的站点时,求仓内质量的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度,地球自转角速度,地球半径。
如图,光滑水平直轨道上两滑块、用橡皮筋连接,的质量为,开始时橡皮筋松弛,静止,给向左的初速度,一段时间后,与同向运动发生碰撞并粘在一起,碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间的速度的两倍,也是碰撞前瞬间的速度的一半。求: (i)的质量; (ii)碰撞过程中、系统机械能的损失。
如图所示,三角形为某透明介质的横截面,为边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自以角度入射,第一次到达边恰好发生全反射。已知,边长为,该介质的折射率为。求:
(i)入射角
(ii)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为,可能用到:或)。
一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量、体积的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内冲入一定质量的气体,开始时筒内液面到水面的距离,筒内气体体积。在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面的距离为时,拉力减为零,此时气体体积为,随后浮筒和重物自动上浮。求和。
已知:大气压强,水的密度,重力加速度的大小。不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。
如图甲所示,间距为、垂直于纸面的两平行板、间存在匀强磁场。取垂直于纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。时刻,一质量为、带电荷量为的粒子(不计重力),以初速度由板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区。当和取某些特定值时,可使时刻入射的粒子经时间恰能垂直打在板上(不考虑粒子反弹)。上述、、、为已知量。 (1)若,求; (2)若,求粒子在磁场中运动时加速度的大小; (3) 若,为使粒子仍能垂直打在板上,求。