题目内容

【题目】如图所示,放在水平面上的木块,在1. 5 N的水平拉力作用下,沿水平面以5 m/s的速度匀速运动。某时刻保持该水平拉力方向不变,将大小突然增加到3.5 N,经2 s木块向前运动了12 m。求:

(1)该木块在3.5 N水平拉力作用下运动的加速度大小;

(2)该木块的质量

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析:根据位移时间公式即可求出加速度的大小;根据平衡条件和牛顿第二定律联立即可求出木块的质量。

(1)木块在3.5N的水平拉力作用下运动2s的过程中,由运动学公式得

代入数据得:

(2)木块在F1=1.5N的水平拉力作用下匀速运动,由平衡条件得:

木块在F2=3.5N的水平拉力作用下匀加速运动,由牛顿第二定律得:

代入数据得

练习册系列答案
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【题目】在高能物理研究中,粒子加速器起着重要作用,而早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次,因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。1930年,Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论,他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转,多次反复地通过高频加速电场,直至达到高能量。图12甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝;两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图,在D型盒上半面中心S处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速;为保证粒子每次经过狭缝都被加速,应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,最后到达D型盒的边缘,获得最大速度后被束流提取装置提取出。已知正离子的电荷量为q,质量为m,加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为BD型盒的半径为R,狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

(1)试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径;

(2)尽管粒子在狭缝中每次加速的时间很短但也不可忽略。试计算上述正离子在某次加速过程当中从离开离子源到被第n次加速结束时所经历的时间;

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