(13分) 质量为m=2kg的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N的水平拉力,如图15所示。木块运动t=4s后撤去力F,直到木块停止(g=10m/s2)。求:(1)有拉力作用时木块的加速度为多大?(2)撤去拉力F时木块的速度为多大?(3)撤去拉力F到停止运动过程中木块的加速度为多大?(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?
某物理小组在研究过山车原理的过程中,提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰好沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数(g取10m/s2,)(1)求小物块的抛出点和A点的高度差;(2)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?(3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?(4)按照(3)问的要求,小物块进入轨道后可以有多少次通过圆轨道上距水平轨道高为0.01m的某一点。
如图所示,圆心为原点、半径为的圆将平面分为两个区域,即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ。区域Ⅰ内有方向垂直于平面的匀强磁场。平行于x轴的荧光屏垂直于平面,放置在直线的位置。一束质量为、电荷量为q、速度为的带正电粒子从坐标为(,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,粒子全部垂直打在荧光屏上坐标为(0,-2R)的点。若区域Ⅱ中加上平行于x轴的匀强电场,从A点沿x轴正方向以速度2射入区域Ⅰ的粒子垂直打在荧光屏上的N点。不考虑重力作用,求:(1)在区域Ⅰ中磁感应强度B的大小和方向。(2)在区域Ⅱ中电场的场强为多大?MN两点间距离是多少?
如图所示,倾角=37°的斜面固定在水平面上。质量=1.0kg的小物块受到沿斜面向上的F=9.0N的拉力作用,小物块由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数,在小物块沿斜面向上运动2 m时,将拉力F撤去,(斜面足够长,取g=l0m/s2。sin37°=0.60,cos37°=0.80)(1)求在拉力的作用过程中,小物块加速度的大小;(2)撤销拉力F后小物块沿斜面向上运动的距离;(3)小物块沿斜面向上运动过程中摩擦力的冲量。
(10分)如图所示,质量为3m的木块静止放置在光滑水平面上,质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平向右射入木块,穿出木块时速度变为,试求:①子弹穿出木块后,木块的速度大小;②子弹穿透木块的过程中产生的热量。
(10分)如图所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,已知∠A=60°,∠C=90°;一束极细的光于AC边的中点垂直AC面入射,AC=2a,棱镜的折射率为n=,求:①光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角;②光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间(设光在真空中传播速度为c)。