物体A的质量为mA,圆环B的质量为mB,通过绳子连结在一起,圆环套在光滑的竖直杆上,开始时连接圆环的绳子处于水平,如图所示,长度l=4m,现从静止释放圆环。不计定滑轮和空气的阻力,取g=10m/s2。求:(1)若mA:mB=5:2,则圆环能下降的最大距离hm。(2)若圆环下降h2=3m时的速度大小为4m/s,则两个物体的质量应满足怎样的关系?(3)若mA=mB,请定性说明小环下降过程中速度大小变化的情况及其理由。
在一个放射源水平放射出 α,β,γ 和三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域 I 和 II 的宽度均为 d ,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小 B 相等,方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)。 (1)若要筛选出速率大于 v 1 的 β 粒子进入区域 II ,要磁场宽度 d 与B和 v 1 的关系。 (2)若 B=0.0034T , v 1 =0.1c ( c 是光速度),则可得 d ; α 粒子的速率为 0.001c ,计算 α 和 γ 射线离开区域 I 时的距离;并给出去除 α 和 γ 射线的方法。 (3)当 d 满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在 v 1 < v 2 < v 3 区间的 β 粒子离开区域 II 时的位置和方向。 (4)请设计一种方案,能使离开区域 II 的 β 粒子束在右侧聚焦且水平出射。 已知:电子质量 m 1 =931×10 - 31 kg , α 粒子质量 m a =6.7×10 - 27 kg ,电子电荷量 q=1.6×10 - 19 C , 1 + x ≈1+ 1 2 (x≤1时) 。
如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过 O 点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为 L 1 ,垂直纸面的宽度为 L 2 。在膜的下端(图中 A 处)挂有一平行于转轴,质量为 m ,长为 L 2 的导体棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电池,输出电压恒定为 U ;输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场 B 中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接导线未画出)。 (1)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成 θ=60° 时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。 (2)当 θ 变成 45° 时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒平衡外,还能输出多少额外电功率?
在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为 H 的平台上 A 点由静止出发,沿着动摩擦因数为滑 u 的道向下运动到 B 点后水平滑出,最后落在水池中。设滑道的水平距离为 L , B 点的高度 h 可由运动员自由调节(取 g=10m/s2 )。求:
(1)运动员到达 B 点的速度与高度 h 的关系;
(2)运动员要达到最大水平运动距离, B 点的高度 h 应调为多大?对应的最大水平距离 S m a x 为多少?
(3)若图中 H=4m , L=5m ,动摩擦因数 u=0.2 ,则水平运动距离要达到 7m , h 值应为多少?
汽车以12m/s的速度行驶,刹车后做匀减速直线运动,加速度大小为1m/s2,则 (1)需经多长时间汽车才能停止? (2)汽车在20s内通过的位移是多少? (3)如果必须在10s内停下来,则该汽车的行驶速度最大不能超过多少?
一质点做匀加速直线运动,初速度为10m/s ,加速度为2m/s2。试求该质点: (1)第5s末的速度 (2)前5s内的平均速度 (3)第3s内的位移