如图回旋加速器D形盒的半径为r,匀强磁场的磁感应强度为B.一个质量了m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速.(1)求该回旋加速器所加交变电场的频率;(2)求粒子离开回旋加速器时获得的动能; (3)设两D形盒间的加速电压为U,质子每次经电场加速后能量增加,加速到上述能量所需时间(不计在电场中的加速时间).
如图,将质量m=1kg的圆环套在固定的倾斜直杆上,杆的倾角为37°,环的直径略大于杆的截面直径.对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角为37°的拉力F=10N,使圆环由静止开始沿杆加速度向上运动,已知环与杆间动摩擦因数μ=0.5.(g取10m/s2)求:(1)F作用2s时圆环的速度是多大?(2)2s后撤去力F,求圆环继续沿杆上滑的最大距离是多少?
“重力探矿”是常用的探测石油矿藏的方法之一。其原理可简述如下:如图,P、Q为某地区水平地面上的两点,在P点正下方一球形区域内储藏有石油,假定区域周围岩石均匀分布,密度为;石油密度远小于,可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔,则该地区重力加速度(正常值)沿竖直方向;当存在空腔时,该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏差。重力加速度在原坚直方向(即PO方向)上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”。为了探寻石油区域的位置和石油储量,常利用P点附近重力加速度反常现象。已知引力常数为G。(1)“重力探矿”利用了“割补法”原理:如图所示,在一个半径为R、质量为M的均匀球体中,紧贴球的边缘挖去一个半径为R/2的球形空穴后,剩余的阴影部分对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大?(2)设球形空腔体积为V,球心深度为d(远小于地球半径),=x,利用“割补法”原理:如果将近地表的球形空腔填满密度为的岩石,则该地区重力加速度便回到正常值.因此,重力加速度反常值可通过填充后的球形区域对Q处物体m产生的附加引力来计算,式中M是填充岩石后球形区域的质量,求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常值(在OP方向上的分量)(3)若在水平地面上半径L的范围内发现:重力加速度反常值在与(k>1)(为常数)之间变化,且重力加速度反常的最大值出现在半为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的,试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。
一辆汽车质量为2×103kg ,最大功率为3×104W,在水平路面由静止开始作直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为6×103N ,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示.试求(1)根据图线ABC判断汽车作什么运动? (2)v2的大小;(3)整个运动中的最大加速度;(4)当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大?
分 如图所示,平台上的小球从A点水平抛出,恰能无碰撞地进入光滑的BC斜面,经C点进入光滑平面CD时速率不变,最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为1kg,A、B两点高度差2m,BC斜面高4m,倾角,悬挂弧筐的轻绳长为6m,小球看成质点,轻质筐的重量忽略不计,弧形轻质筐的大小远小于悬线长度,重力加速度为g=10m/s2 ,试求:(1)B点与抛出点A的水平距离x; (2)小球运动至C点的速度大小;(3)小球进入轻质筐后瞬间,小球所受拉力F的大小.
)在研究“运动的合成与分解”的实验中,如图甲所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放置一个蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动,假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是20 cm,玻璃管向右匀加速平移,每1 s通过的水平位移依次是 5 cm、15 cm、25 cm、35 cm.图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管运动的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点.(1)请在图乙中画出蜡块4 s内的运动轨迹.(2)求出玻璃管向右平移的加速度.(3)求t=2 s时蜡块的速度v.