(12分)如图所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动。今在最低点与最高点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来。当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图象如右图所示。(不计空气阻力,g取10m/s2)求:(1)小球的质量;(2)相同半圆光滑轨道的半径;(3)若小球在最低点B的速度为20 m/s,为使小球能沿光滑轨道运动,x的最大值。
如图,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端,一小物块以某一初速度沿斜面上滑,一段时间后返回到出发点。若物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2的大小关系满足t1∶t2=1∶,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,试求: (1)上滑加速度a1与下滑加速度a2的大小之比; (2)物块和斜面之间的动摩擦因数; (3)若斜面倾角变为60°,并改变斜面粗糙程度,小物块上滑的同时用水平向右的推力F作用在物块上,发现物块匀减速上滑过程中加速度与推力大小无关,求此时加速度大小。
(10分)如图,上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体,横截面积分别为S1=1 cm2、S2=2 cm2,细管内水银长度为h1=4 cm,封闭气体长度为L=6 cm。大气压强为p0=76 cmHg,气体初始温度为T1=280 K,上管足够长。 (1)缓慢升高气体温度,求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2; (2)气体温度保持T2不变,为使封闭气体长度变为8 cm,需向开口端注入的水银柱的体积为多少?
某同学在研究“一定质量气体体积不变时压强和温度关系”实验中,将气缸开口向上竖直放置在水平桌面上,在没有压强传感器的情况下,他将力传感器和活塞一起固定,测量活塞作用在传感器上沿竖直方向的力,如图A.所示。活塞的横截面积为S=15 cm2,大气压强p0=1.0×105 Pa,气缸质量M=0.75 kg。当缸内气体温度t1=27 ℃时,力传感器示数恰好为零,升高气体的温度,根据测得数据作了如图B.所示的F﹣T图,忽略摩擦,取g=10 m/s2。 (1)F<0表明传感器对活塞的作用力方向为_______; (2)直线的斜率为______,t1温度时气体压强为______Pa; (3)该同学又从t1开始降低温度直至t2=﹣10 ℃进行实验,且操作无误,试在图B.中作出t1至t2温度区间内的F﹣T图线,并在坐标轴上注明必要数据。
如图所示,质量分别为1 kg、3 kg的滑块A、B位于光滑水平面上,现使滑块A以4 m/s的速度向右运动,与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞。求二者在发生碰撞的过程中 ①弹簧的最大弹性势能; ②滑块B的最大速度。
由透明体做成的三棱柱,横截面为有一个锐角为30°的直角三角形,如图所示,AC面镀膜,经透明体射到AC面的光只能反射。现有一束光从AB面的D点垂直AB面射入透明体,经AC面E点反射后从BC面射出透明体,出射光线与BC面成30°角①求该透明体的折射率; ②若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体,经AC面E点反射后从AB面射出透明体,试画出经E点后的光路图,并标明出射光线与AB面所成夹角的角度(不用列式计算)。