2011年3月11日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失。灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲所示,在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示。已知物体与地面之问的动摩擦因数为=0.5,g="10" m/s2。求:运动过程中物体的最大加速度为多少?距出发点多远时物体的速度达到最大?物体在水平面上运动的最大位移是多少?
如图所示,一足够长的、倾角a=37°的斜面,固定在水平地面上。一质量m="l" kg的物体(视为质点)在水平恒定推力F作用下,从斜面底端由静止沿斜面向上运动,运动一段距离后立即撤去推力F,此后物体继续运动。在物体上升的阶段,每隔0.2 m通过速度传感器测得物体的瞬时速度的大小,下表给出了部分测量数据。物体与斜面间的动摩擦因数处处相同,g取l0 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)物体与斜面间的动摩擦因数; (2)推力F的大小; (3)当物体向上运动到x="0.8" m时物体的瞬时速度大小。
如图所示,在光滑水平面上有均可视为质点的A、B、C三个弹性小球,其质量分别为mA=2m、mB=m、mC=3m,其中A、B之间用一轻弹簧相连。开始时A、B、C都处于静止状态,弹簧处于原长,且C距离B足够远,现给A一个水平向右的初速度v0.当B达最大速度时恰好与C发生弹性碰撞,求: ⑴B达最大速度时,A和B的速度; ⑵B以最大速度与C相碰后,弹簧所具有的最大弹性势能Ep 。
如图所示,用折射率的玻璃做成内径为、外径为的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球的外表面,与中心对称轴平行,试求: ①入射角满足什么条件的光线可以射出内球面(不考虑多次反射); ②如果要使球壳内表面没有光线射出,在球壳左边至少用多大的遮光板,如何放置才行?
如图所示,一端封闭一端开口粗细均匀的绝热玻璃管的横截面积为10cm2,管内有两个重力不计的活塞,导热活塞甲封闭了长30cm的气柱A,绝热活塞乙用一根劲度系数、原长为15cm的轻质弹簧和管底相连,气柱B长15cm,气体的初始温度为27℃,现在甲活塞上放一个2kg的砝码,待活塞稳定后再加热气体B,求当气体B的温度升高多少时,活塞甲可返回原处?(大气压,摩擦不计,)
如图所示,MN为绝缘板,CD为板上两个小孔, AO为CD的中垂线,在MN的下方有匀强磁场,方向垂直纸面向外(图中未画出),质量为m电荷量为q的粒子(不计重力)以某一速度从A点平行于MN的方向进入静电分析器,静电分析器内有均匀辐向分布的电场(电场方向指向O点),已知图中虚线圆弧的半径为R,其所在处场强大小为E,若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔垂直于MN进入下方磁场。 (1)求粒子运动的速度大小; (2)粒子在磁场中运动,与MN板碰撞,碰后以原速率反弹,且碰撞时无电荷的转移,之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三角形匀强磁场,从A点射出磁场,则三角形磁场区域最小面积为多少?MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少? (3)粒子从A点出发后,第一次回到A点所经过的总时间为多少?