质谱仪是一种分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示。离子源S产生质量为m、电荷量为q的钾离子,离子出来时速度很小,可视为零。离子经过电势差为U的电场加速后,沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,经半圆周到达照相底片上的P点。(1)求粒子进入磁场时的速度;(2)求P点到入口S1的距离x;(3)在实验过程中由于仪器不完善,加速电压在平均值U附近变化U,求需要以多大相对精确度U/U维持加速电压值,才能使钾39、钾41的同位素束在照相底片上不发生覆盖。
如图所示,半径为R的光滑圆轨道竖直放置,长为2R的轻质杆两端各固定一个可视为质点的小球A、B,把轻杆水平放入圆形轨道内,若mA=2m,mB=m,重力加速度为g,现由静止释放两球,当轻杆到达竖直位置时,求:(1)A、B两球的速度大小;(2)A球对轨道的压力;(3)要使轻杆到达竖直位置时,轻杆上刚好无弹力,A、B两球的质量应满足的条件.
如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的摩擦因数,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N,铁块在长L=6m的木板上滑动,取g=10m/s2。求:(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端。(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功。
在“勇气号”火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,在经过多次弹跳才停下来,假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为vo,求(1)火星表面的重力加速度(2)它第二次落到火星表面时速度大小,(计算时不计大气阻力),已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期T,火星可视为半径为ro的均匀球体。
如图所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求CD段的长度。
如图所示,虚线OC与y轴的夹角θ=60°,在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)从y轴的点M(0,L)沿x 轴的正方向射入磁场中。求:(1)要使该粒子离开磁场后垂直经过x轴,该粒子的初速度v1为多大;(2)若大量该粒子同时以从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中,则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差。