如图所示,在x-o-y坐标系中,以(r,0)为圆心、r为半径的圆形区域内存在匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。在y > r的足够大的区域内,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。从O点以相同速率向不同方向发射质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中运动的轨迹半径也为r。已知质子的电荷量为q,质量为m,不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响。(1)求质子射入磁场时速度的大小;(2)若质子沿x轴正方向射入磁场,求质子从O点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间;
宇航员乘坐航天飞船,在距月球表面高度为H的圆轨道绕月运行。经过多次变轨最后登上月球。宇航员在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铅球从高度为h处释放,二者经时间t同时落到月球表面。已知引力常量为G,月球半径为R,求: (1)月球的质量(不考虑月球自转的影响); (2)航天飞船在靠近月球表面圆轨道运行的速度与高度为H圆轨道运行速度之比。
如图(a)所示,左为某同学设想的粒子速度选择装置,由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角θ可调[如图(b)];右为水平放置的长为d的感光板,板的正上方有一匀强磁场,方向垂直纸面向外,磁感应强度为B。带正电的粒子经电压为U的电场加速后沿水平方向射入N1,能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场。 O到感光板的距离为0.5d,粒子电荷量为q,质量为m,不计重力。 (1)若两狭缝平行且盘静止[如图(c)],粒子进入磁场后,竖直向下打在感光板中心点M上,求:加速电场的电压U和粒子在磁场中运动的时间t1; (2)若两狭缝夹角为θ0,N2盘以角速度ω0匀速转动,转动方向如图(b)。 要使粒子穿过N1、N2,加速电压U的可能取值 (3)若两狭缝夹角为θ0,N2盘匀速转动,转动方向如图(b)。要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1P2连线上,试分析盘转动角速度ω的取值范围(设通过N1的所有粒子在盘旋转一圈的时间内都能到达N2).
如图甲所示,一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5 Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为x,那么v2-x图象如图乙所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,金属框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,斜面倾角θ=53°取g=10 m/s2,sin53°= 0.8,cos53°= 0.6。求: (1)金属框下滑加速度a和进入磁场的速度v1 (2)金属框经过磁场时受到的安培力FA大小和产生的电热Q (3)匀强磁场的磁感应强度大小B
2013年6月,我国成功实现目标飞行器“神舟十号”与轨道空间站“天宫一号”的对接.如图所示,已知“神舟十号”从捕获“天宫一号”到实现对接用时t,这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ(此过程轨道不变,速度大小不变),地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力恒量G,不考虑地球自转;求:(1)地球质量M;(2)组合体运动的周期T;(3)组合体所在圆轨道离地高度H。
如图所示,粘有小泥块的小球用长的细绳系于悬点O,小球静止时距水平地面的高度为h。现将小球向左拉偏一角度,使其从静止开始运动。当小球运动到最低点时,泥块恰好从小球上脱落。已知小球质量为M,泥块质量为m,且小球和泥块均可视为质点。求: (1)小球运动到最低点泥块刚要脱落时,小球和泥块运动的速度大小; (2)泥块脱落至落地在空中飞行的水平距离s; (3)泥块脱离小球后的瞬间小球受到绳的拉力为多大?