半人马星座α星是太阳系最近的恒星,它距地球为4.3×1016 m.设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间.若宇宙飞船的速度为0.999c,按地球上的时钟计算,飞船往返一次需多长时间?如以飞船上的时钟计算,往返一次的时间又为多长?
如图所示,在半径为R=的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率v0的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计.(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;(2)若粒子对准圆心射入,且速率为v0,求它打到感光板上时速度的垂直分量;(3)若粒子以速度v0从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.
回旋加速器是用于加速带电粒子流,使之获得很大动能的仪器,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间狭缝中形成匀强电场,使粒子每穿过狭缝都得到加速;两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面.离子源置于盒的圆心,释放出电量为q、质量为m的离子,离子最大回旋半径为Rm,磁场强度为B,其运动轨迹如图所示.求:(1)离子离开加速器时速度多大?(2)设离子初速度为零,两D形盒间电场的电势差为U,盒间距离为d,求加速到上述能量所需时间(粒子在缝中时间不忽略).
一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内.问:(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?
雨后,屋檐还在不断滴着水滴,如图所示.小红认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落.她测得,屋檐到施窗台的距离H=3.2m,窗户的高度为h=1.4m.如果g取10m/s2,试计算:(1)水滴下落到达窗台时的速度大小;(2)水滴经过窗户的时间.
在一段平滑的斜冰坡的中部将冰块以8m/s的初速度沿斜坡向上打出,冰块在斜坡上的运动加速度大小恒为2m/s2,设斜坡足够长,求:(1)冰块在5s时的速度;(2)冰块在10s时的位移.