(14分)如图,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点相连接,导轨半径为R,一质量为m的静止木块在A处压缩弹簧,释放后,木块获得一向右的初速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍,之后向上运动恰能通过轨道顶点C,不计空气阻力,试求:(1)弹簧对木块所做的功;(2)木块从B到C过程中克服摩擦力做的功;(3)木块离开C点落回水平面所需的时间和落回水平面时的动能。
有一种大型游戏机叫“跳楼机”(如图所示),参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处,然后由静止释放.可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零。然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.取g=10 m/s2,求: (1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大? (2)座椅在匀减速阶段的时间是多少? (3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?
如图所示,在斜面上放着一个重为100N的物体,斜面倾角为时物体恰能沿斜面匀速下滑,求 (1)物体和斜面的动摩擦因数 (2)当斜面倾角为时,让物体沿斜面下滑,在下滑过程中物体受到的摩擦力多大?(,)
如图所示,在光滑的水平面上放置一个质量为2m的木板B,B的左端放置一个质量为m的物块A,已知A、B之间的动摩擦因数为,现有质量为m的小球以水平速度飞来与A物块碰撞后立即粘住,在整个运动过程中物块A始终未滑离木板B,且物块A和小球均可视为质点(重力加速度g)。求: ①物块A相对B静止后的速度大小; ②木板B至少多长。
如图所示,将一等腰直角棱镜ABC截去棱角ADE,使其截面DE平行于底面BC,可制成“道威棱镜”,这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射。已知棱镜玻璃的折射率n=,棱边长cm,cm,一束平行于底边BC的单色光从DE边上的M点射入棱镜,求: (i)光线进入“道威棱镜”时的折射角; (ii)通过计算判断光线能否从BC边射出; (ⅲ)光线在棱镜中传播所用的时间。
如图所示,两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱,气体温度为300K时,空气柱在U形管的左侧。 (i)若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少? (ii)为了使空气柱的长度恢复到15cm,且回到原位置,可以向U形管内再注入一些水银,并改变气体的温度,应从哪一侧注入长度为多少的水银柱?气体的温度变为多少? (大气压强P0=75cmHg,图中标注的长度单位均为cm)