有n个完全相同的物块放在光滑水平面上沿一直线排开,物块间距离均为d.开始物块1以初速度v0向物块2运动,碰撞后黏在一起,又向物块3运动,黏在一起后又向物块4运动……如此进行下去.求:(1)物块n的速度vn;(2)从物块1开始运动时,到物块n开始运动经历的总时间是多少?(忽略每次碰撞所用的时间)
(17分)如图甲所示,在光滑绝缘水平桌面内建立xoy坐标系,在第Ⅱ象限内有平行于桌面的匀强电场,场强方向与x轴负方向的夹角θ=45°。在第Ⅲ象限垂直于桌面放置两块相互平行的平板C1、C2,两板间距为d1=0.6m,板间有竖直向上的匀强磁场,两板右端在y轴上,板C1与x轴重合,在其左端紧贴桌面有一小孔M,小孔M离坐标原点O的距离为l1=0.72m。在第Ⅳ象限垂直于x 轴放置一竖直平板C3,垂足为Q,Q、O相距d2=0.18m,板C3长l2=0.6m。现将一带负电的小球从桌面上的P点以初速度垂直于电场方向射出,刚好垂直于x轴穿过C1板上的M孔,进入磁场区域。已知小球可视为质点,小球的比荷,P点与小孔M在垂直于电场方向上的距离为,不考虑空气阻力。求:(1)匀强电场的场强大小;(2)要使带电小球无碰撞地穿出磁场并打到平板C3上,求磁感应强度B的取值范围;(3)以小球从M点进入磁场开始计时,磁场的磁感应强度随时间呈周期性变化,如图乙所示,则小球能否打在平板C3上?若能,求出所打位置到Q点距离;若不能,求出其轨迹与平板C3间的最短距离。 (,计算结果保留两位小数)
如图所示,两平行金属导轨轨道MN、MʹNʹ间距为L,其中MO和MʹOʹ段与金属杆间的动摩擦因数μ=0.4,ON和OʹNʹ段光滑且足够长,两轨道的交接处由很小的圆弧平滑连接,导轨电阻不计,左侧接一阻值为R的电阻和电流传感器,轨道平面与水平面的夹角分别为α=53°和β=37°。区域PQPʹQʹ内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为d,PPʹ的高度为h2=0.3m,。现开启电流传感器,同时让质量为m、电阻为r的金属杆ab自高h1=1.5m处由静止释放,金属杆与导轨垂直且保持接触良好,电流传感器测得初始一段时间内的I t(电流与时间关系)图象如图乙所示(图中I0为已知)。求:(1)金属杆第一次进入磁场区域时的速度大小v1(重力加速度为g取10m/s2);(2)匀强磁场的磁感应强度B和金属杆第二次进入磁场区域时的速度大小(此后重力加速度取g);(3)电阻R在t1 t3时间内产生的总热能QR(用v1和其它已知条件表示)。
如图所示,倾斜轨道AB的倾角为370,CD、EF轨道水平,AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接,CD右端与竖直光滑圆周轨道相连。小球可以从D进入该轨道,沿轨道内侧运动,从E滑出该轨道进入EF水平轨道。小球由静止从A点释放,已知AB长为5R,CD长为R,重力加速度为g,小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5,sin370=0.6,cos370=0.8,圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为l.8R。求:(在运算中,根号中的数值无需算出)(1)小球滑到斜面底端C时速度的大小。(2)小球刚到C时对轨道的作用力。(3)要使小球在运动过程中不脱离轨道,竖直圆周轨道的半径应该满足什么条件?
如图所示,在光滑水平面上使滑块A以2 m/s的速度向右运动,滑块B以4 m/s的速度向左运动并与滑块A发生碰撞,已知滑块A、B的质量分别为1 kg、2 kg,滑块B的左侧连有轻弹簧,求:(1)当滑块A的速度减为0时,滑块B的速度大小;(2)弹簧的最大弹性势能.
如图所示,为玻璃材料制成的一棱镜的截面图,一细光束从圆弧AB的中点E点沿半径射入棱镜后,恰好在圆心O点发生全反射,经CD面反射,再从圆弧的F点射出,已知,OA=a,OD=.求:出射光线与法线夹角的正弦值。