(11分)如图8所示,竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连,C为切点,圆弧轨道的半径为R,斜面的倾角为θ.现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑,滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动,已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h.(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s.
在以坐标原点为中心、边长为L的正方形EFGH区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。在A处有一个粒子源,可以连续不断的沿-x方向射入速度不同的带电粒子,且都能从磁场的上边界射出。已知粒子的质量为m,电量大小为q,重力不计,不考虑粒子间的相互作用。(1)试判断粒子的电性;(2)求从F点射出的粒子在磁场中运动的时间;(3)若粒子以速度射入磁场,求粒子由EF边射出时的位置坐标。
宇宙飞船在受到星球的引力作用时,宇宙飞船的引力势能大小的表达式为,式中R为此星球球心到飞船的距离,M为星球的质量,m为宇宙飞船的质量,G为万有引力恒量。现有一质量m=104kg的宇宙飞船从地球表面飞到月球,则:(1)写出宇宙飞船在地球表面时的引力势能表达式(不要计算出数值,地球质量为、月球质量为)。(2)宇宙飞船在整个飞行过程中至少需做多少功?已知月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的,地球半径=6.4×106m,月球半径=1.7×106m,月球到地球距离=3.8×108m(提示:,)。
如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求:(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F。(2)若线框能穿过的条形磁场区域为n个,且n>3,请用文字简答线框通过2d的水平距离过程中其水平方向上做什么运动。(3)线框从刚进入磁场到开始竖直下落的过程中产生的焦耳热Q。
宇航员在太空中沿直线从A点运动到B点,他的运动图像如图所示,图中v是宇航员的速度,x是他的坐标。求:(1)宇航员从A点运动到B点所需时间。(2)若宇航员以及推进器等装备的总质量恒为240kg,从A点到B点的过程中宇航员身上背着的推进器做功所消耗的能量为多少?
如图所示,A、B、C、D分别为p-V图中矩形的顶点,其中AB、CD为等容线,BD、AC为等压线。在A、B和C三点气体温度分别为TA、TB和TC,求:(1)D点的温度TD。(2)矩形对角线交点H处的温度TH。